A. Le concept des lasers ultrarapides
Les lasers ultrarapides sont généralement des lasers à verrouillage de mode utilisés pour émettre des impulsions ultracourtes, par exemple de l'ordre de la femtoseconde ou de la picoseconde. Il serait plus exact de parler de laser à impulsions ultracourtes. Les lasers à impulsions ultracourtes sont quasiment des lasers à verrouillage de mode, mais l'effet de commutation de gain peut également produire des impulsions ultracourtes.
B. Le type de laser ultrarapide
1. Les lasers titane-saphir, généralement à verrouillage de mode par lentille Kerr, peuvent produire des impulsions d'une durée aussi courte que 5 fs environ. Leur puissance de sortie moyenne est généralement de quelques centaines de milliwatts, avec des fréquences de répétition d'impulsions de, par exemple, 80 MHz et des dizaines de femtosecondes ou moins, et des durées d'impulsion de quelques dizaines de femtosecondes ou moins, ce qui se traduit par une puissance crête extrêmement élevée. Cependant, les lasers titane-saphir nécessitent le pompage de la lumière de certains lasers à lumière verte, ce qui les rend plus complexes et plus coûteux.
2. Il existe différents lasers pompés par diode, basés, par exemple, sur des cristaux laser dopés à l'ytterbium (cristal ou verre) ou au chrome, qui utilisent généralement le verrouillage de mode passif SESAM. Bien que la durée d'impulsion des lasers pompés par diode soit plus courte que celle des lasers titane-saphir, ils peuvent couvrir une large plage de paramètres en termes de durée d'impulsion, de fréquence de répétition et de puissance moyenne (voir ci-dessous).
3. Les lasers à fibre à base de fibres de verre dopées aux terres rares peuvent également être à verrouillage de mode passif, par exemple par rotation de polarisation non linéaire ou SESAM. Leur puissance moyenne, notamment crête, est plus limitée que celle des lasers à fibre, mais ils peuvent être facilement combinés à des amplificateurs à fibre. L'article sur les lasers à fibre à verrouillage de mode fournit plus de détails.
(4) Les lasers à diode à verrouillage de mode peuvent être des dispositifs intégrés ou des lasers à diode à cavité externe, et peuvent être à verrouillage de mode actif, passif ou mixte. Généralement, ils fonctionnent à une fréquence de répétition d'impulsions élevée (plusieurs milliers de mégahertz) et à une énergie d'impulsion modérée.
Les oscillateurs laser ultrarapides peuvent faire partie de systèmes laser ultrarapides, qui peuvent également inclure un amplificateur ultrarapide (tel qu'un amplificateur à fibre optique) pour augmenter la puissance de crête et la puissance de sortie moyenne.
Date de publication : 20 juin 2023