Brevet FR2598040A1 — publié le 19871030

Titre: RESONATEUR DE LASER A MODIFICATION DE LA FREQUENCE DU RAYONNEMENT. L'invention concerne un résonateur de laser o il est possible de modifier, de façon simple, la fréquence du rayon15 nement produit. Les procédés connus jusqu'ici pour modifier la fréquence du rayonnement produit reposent sur un changement des miroirs du résonateur ou sur l'action d'un élément de dispersion situé à l'intérieur du résonateur. Dans les deux cas, il faut un 20 nouveau réglage précis des éléments optiques pour modifier la fréquence du rayonnement produit. Si l'on utilise des éléments de dispersion, par exemple des prismes, il faut respecter des exigences élevées pour leur réglage précis. Plus le résonateur contient d'éléments, plus importantes sont les pertes du rendement 25 de production du rayonnement et plus compliqué devient le réglage; en outre, on en vient à un prolongement gênant de la longueur du résonateur. Le résonateur de laser conforme à l'invention à modification de la fréquence de rayonnement remédie à ces incon.3 vénients. I1 est constitué d'un miroir de sortie semi-transparent et d'un premier miroir, entre lesquels est prévu un élément actif, tous ces éléments étant disposés perpendiculairement à l'axe optique du résonateur. L'essentiel de l'invention repose sur le fait que, derrière le premier miroir, est disposé un obturateur et, derrière 35 cet obturateur, perpendiculairement à l'axe optique du résonateur, est prévu un second miroir. Ce second miroir possède un pouvoir de réflexion total pour des rayonnements à rendement assez haut et le premier miroir possède un pouvoir de réflexion total pour des rayonnements à rendement assez bas et une transparence totale 5 pour des rayonnements à rendement assez haut de production du rayonnement. 15 20 25 30 35 L'effet plus élevé de ce résonateur de laser à modification de la fréquence du rayonnement produit repose sur le fait que cette configuration linéaire du résonateur permet de ne modifier la fréquence du rayonnement de sortie, produit dans une direction, qu'au moyen d'un obturateur disposé en avant du second miroir. En cas de changement de la fréquence, il ne faut ni changer les miroirs, ni disposer un élément de dispersion dans le résonateur, ni adjoindre dans le résonateur d'autres éléments qui nécessiteraient un réglage précis. Un exemple d'exécution d'un résonateur de laser conforme à l'invention à modification de fréquence du rayonnement est représenté schématiquement sur le dessin joint. La configuration linéaire du résonateur est constituée d'un miroir de sortie semi-transparent I et d'un premier miroir 4, entre lesquels est prévu un élément actif 2 et, en outre, d'un second miroir 3 devant lequel est disposé un obturateur 5. Le premier miroir 4 possède un pouvoir de réflexion total pour des rayonnements à rendement assez bas de production du rayonnement et une transparence totale pour des rayonnements à rendement assez haut de production du rayonnemenrt. Le second miroir 3 possède un pouvoir de réflexion total pour des rayonnements à rendement assez haut de production du ravonnement. Des modifications de la production du rayonnement s'obtiennent au moyen d'un obturateur 5 placé en avant du second miroir 3. Sous le nom de miroir complètement transparent il faut entendre un miroir proposé pour un pouvoir de réflexion le plus faible possible pour une longueur d'onde donnée et, sous le nom de miroir à pouvoir de réflexion total, il faut entendre un miroir 3 2598040 qui, pour une longueur d'onde donnée du rayonnement, possède un pouvoir de réflexion le plus grand possible. On a utilisé la disposition du résonateur conforme à l'invention pour préparer un laser Nd:YAG à régime continu à 5 longueur d'onde 1,06pm, o l'élément actif 2 possède le rendement le plus haut de production du rayonnement et à longueur d'onde 1,32 pm o le rendement de production du rayonnement est trois fois plus faible. Le résonateur est ici constitué d'un miroir de sortie semi-transparent 1 qui possède, pour la longueur d'onde 10 1,32 pm un pouvoir de réflexion de 95% et, pour la longueur d'onde 1,06 pm, un pouvoir de réflexion de 93%, qui présente, côté sortie une couche antiréflexion pour les deux longueurs d'ondes, ainsi que d'un cristal Nd:YAG qui forme l'élément actif (2) et comporte sur les faces frontales du cristal des couches antiréflexion pour 15 les deux longueurs d'ondes, ainsi que d'un premier miroir 4 avec un pouvoir de réflexion de 100% pour la longueur d'onde 1,32 pm et de 1% pour la longueur d'onde 1, 06 um, d'un obturateur 5 et d'un second miroir 3 avec un pouvoir de réflexion de 100% pour la longueur d'onde 1,06 pm. Le second miroir 3 étant obturé, le 20 laser travaille sur la longueur d'onde 1,32 pm; l'obturateur 5 étant ouvert, grâce au rendement plus haut de production de rayonnement pour la longueur d'onde 1,06 um, le laser travaille sur cette longueur d'onde. On a obtenu des puissances de sortie de 45 W pour 1,32 um et de 70 W pour 1,06 um, pour une puissance 25 d'alimentation de 8,5 kW dans une cavité de pompage doublement elliptique. Le laser avec résonateur conforme à l'invention et ainsi proposé peut servir par exemple pour fabriquer un scalpel laser qui permet, pendant une opération, de modifier la longueur 30 d'onde du rayonnement transmise au moyen d'un système conducteur de la lumière, ce qui a uneimportante signification si l'on tient compte des caractéristiques d'absorption différentes des matériaux biologiques pour ces deux longueurs d'ondes. L'objet de l'invention peut également s'appliquer 35 pour des lasers qui travaillent avec un autre matériau actif, pour une exploitation en continu et par impulsions. 4 2598040 REVENDICATION Résonateur de laser à modification de la fréquence de rayonnement, constitué d'un miroir de sortie semi-transparent et d'un premier miroir, entre lesquels est prévu 5 un élément actif, tous ces éléments étant disposés perpendiculairement à l'axe optique du résonateur, caractérisé en ce que derrière le premier miroir (4) est disposé un obturateur (5) et que, derrière lui, perpendiculairement à l'axe optique du résonateur, est prévu un second miroir (3), étant précisé que ce second miroir (3) possède 10 un pouvoir de réflexion total pour des rayonnements à rendement assez haut et que le premier miroir (4) possède un pouvoir de réflexion total pour des rayonnements à rendement assez bas et est transparent pour des rayonnements à rendement assez haut de production du rayonnement.