Laser titane-saphir

Les oscillateurs à blocage de mode utilisant des cristaux de titane:saphir comme milieu amplificateur génèrent des impulsions ultra-courtes d'une durée typique de 50 fs à quelques ps, pouvant atteindre dans certains cas 10 fs. La cadence de répétition des impulsions est typiquement comprise entre 70 et 90 MHz. Ces oscillateurs sont classiquement pompés par un laser continu et peuvent délivrer une puissance moyenne de 0,5 à 1,5 watt.

Les lasers femtoseconde à amplification par dérive de fréquence (ou Chirped pulsed amplification) utilisent souvent des cristaux de titane:saphir comme milieu amplificateur en raison de la largeur spectrale du gain de ces cristaux. Ces systèmes laser génèrent des impulsions ultra-courtes, de très haute intensité avec une durée de 20 à 100 femtosecondes. Un amplificateur typique à un étage peut produire des impulsions de 1 millijoule d'énergie à une fréquence de répétition de 1 kHz, tandis qu'un laser multi-étage peut produire des impulsions de plusieurs joules mais avec une cadence limitée à 10 Hz.

Habituellement, les cristaux d'amplificateurs sont pompés par des lasers impulsionnels Nd:YLF à 527 nm ou des lasers Nd:YAG à 532 nm.

Deux différents designs d'amplificateurs existent : l'amplificateur régénératif et l'amplificateur multi-passages. Les amplificateurs régénératifs fonctionnent en amplifiant des impulsions uniques provenant d'un oscillateur (voir plus haut). Ils sont constitués d'une cavité laser dans laquelle des interrupteurs optiques rapides (généralement des cellules de pockels) permettent d'injecter ou d'extraire l'impulsion laser à amplifier. Ce type de cavité permet d'atteindre des facteurs amplification de 10⁶, mais ils ont tendance à dégrader le contraste temporel des impulsions en amplifiant l'émission spontanée du cristal.

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• Amplification par dérive de fréquence

• (en) Titanium–sapphire Lasers sur www.rp-photonics.com

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