Electronic changes of refractive index in intensively pumped Nd:YAG laser crystals

Absorptions UV dans le fonctionnement des sources lasers solides à ions de terres rares

“…Des variations d'indice de réfraction, autres que thermiques, ont été récemment observées et mises à profit dans certains systèmes laser de forte puissance pour construire ce qu'on appelle aujourd'hui des systèmes laser auto-organisés [11,28,29]. Il s'agit d'une problématique à laquelle nous nous intéressons actuellement car nous pensons que ces variations d'indice de réfraction athermiques sont probablement dues à des variations de polarisabilités des ions lorsqu'on les porte de leur état fondamental dans leurs états excités, un phénomène le plus souvent complètement négligé par les « laséristes » concernés dans leur description des effets non-linéaires induits (effets lentille et réseaux dynamiques).…”

“…Il a été démontré par exemple dans le cas du YAG :Nd par le groupe d'Antipov [11] à l'aide d'une expérience d'interférométrie transitoire qu'on pouvait provoquer des variations d'indice de réfraction très importantes de plus de 10 −6 en pompant par diodes laser à 808 nm ou par lampe flash et que ces variations étaient probablement dues à des variations de polarisabilités des ions Nd 3+ lorsqu'on les porte dans leur état métastable 4 F 3/2 , dans le cas du pompage par diodes, mais aussi lorsqu'on les porte dans leurs autres états excités émetteurs 4 D 3/2 et 2 P 3/2 dans le domaine visible et 2 F(2) 5/2 dans le domaine UV, dans le cas d'un pompage flash (voir Figure 3).…”

“…Il a été démontré en outre, toujours avec le même montage d'interférométrie transitoire, en pompant cette fois simultanément à 808 et à 266 nm avec un laser YAG :Nd quadruplé en fréquence ce qui correspond à une absorption dans l'état excité très efficace du niveau métastable 4 F 3/2 vers la bande 4f 2 5d, que cette variation d'indice augmentait très rapidement, ceci pour des énergies UV relativement faibles de quelques mJ/cm 2 [11].…”

“…D'un autre côté, la caractérisation et la compréhension de ces mécanismes de pompage optique multiphotonique et d'absorption dans les états excités aident grandement pour rendre compte des différences de polarisabilités des ions actifs dans leurs états fondamental et excités, différences qui semblent à l'origine du comportement auto-déclenché et de la formation des réseaux de diffraction transitoires observés dans des systèmes lasers fortement pompés tels que LiCAF:Cr [7][8][9] et YAG:Nd [10,11].…”

“…Après une brève description des systèmes laser mentionnés plus haut et de leurs modes de fonctionnement particuliers, l'article portera sur les résultats spectroscopiques obtenus le plus récemment pour rendre compte par exemple des variations d'indice de réfraction spectaculaires de 5 à 7 × 10 −6 observés dans le YAG :Nd en présence d'un pompage diode intense et d'une excitation laser simultanée à 266 nm [11].…”