Brevet FR2676314A1 — publié le 19921113

I La présente invention concerne le contr Sle automatisé des caractéristiques de la sortie d'un laser, et, plus particulièrement, un procédé et un appareil destinés à l'initialisation et un alignement automatiques de la longueur de cavité d'un laser pour parvenir à un fonctionnement du laser en mode longitudinal unique (SLM) dans une large plage de fréquences choisies ce fonctionnement, et a maintenir ce fonctionnement. Il existe de nombreuses techniques dans l'art antérieur pour contrôler la fréquence de fonctionnement d'un laser et la largeur de bande ou plage des fréquences de sortie d'un laser Il existe deux phénomènes physiques complètement différents qui contralent la frécuence de fonctionnement d'un laser et la répartition des fréquences de sa sortie Le premier phénomène se base sur la dispersion physique, telle que les modifications angulaires de l'orientation ou pointage de longueur d'onde lorsque la lumière traverse un prisme ou est réfléchie à partir d'un réseau, ou une variété d'autres techniques qui modifient la polarisation d'orientation, ou la phase, en fonction de la longueur d'onde Le second phénomène est la caractéristique de l'oscillateur laser qui limite l'oscillation effective à des fréquences correspondant à des longueurs d'onde qui sont des multiples entiers de la longueur du trajet aller-retour à l'intérieur de la cavité d'oscillateur laser, ou n/\= 2 L, ou N est l'entier du multiple, ? est la longueur d'onde et L est la longueur de la cavité d'oscillateur du laser. Ces phénomènes sont tous deux présents dans les lasers qui peuvent être accordés en longueurs d'ondes. La sortie du laser est donc une convolution des deux phénomènes L'optique dispersive de longueur d'onde est contrôlée par un accord de champ de position ou de champ induit, alors que la répartition du mode longitudinal est contrôlée en ne modifiant que la longueur de cavité. Des avances récentes dans les conceptions des laser ont permis le choix d'un mode longitudinal à l'aide d'éléments optiques dispersifs de longueur d'onde Les procédures destinées à atteindre un fonctionnement SLM selon l'art antérieur impliquent un alignement des composants optiques de la cavité du laser, suivi d'un alignement des éléments optiquement dispersifs pour choisir une plage de longueurs d'ondes, et enfin un ajustement de la longueur de cavité du laser Dans la plupart des cas, ces ajustements sont effectués à la main et on se fie à l'intégrité mécanique du dispositif pour maintenir un alignement pendant une longue période de temps. Des ajustements de la longueur de la cavité sont typiquement très sensibles et exigent un contrôle actif pour maintenir constante la longueur de la cavité. De nombreuses boucles actives à rétroaction différentes sont disponibles pour verrouiller la longueur de la cavité à une valeur fixée Ces boucles à rétroaction reposent sur des phénomènes physiques qui sont couplés à la longueur de la cavité, par exemple des franges d'étalonnage ou une orientation de faisceau Dans des cavités de laser, dans lesquelles un élément dispersif de longueur d'onde est impliqué, l'orientation de sortie est couplée à la composition de mode longitudinal. Pourtant, la procédure destinée à atteindre le maintien du mode longitudinal unique selon l'art antérieur consiste encore à effectuer des ajustements manuels de la longueur de la cavité, suivis par le démarrage d'une boucle active de rétroaction Cet ajustement manuel a été nécessaire selon l'art antérieur afin d'ajuster la longueur de la cavité du laser. La présente invention comprend un procédé et un appareil destinés à ajuster automatiquement la longueur de la cavité et à détecter le caractère de modes longitudinaux dans la sortie du laser afin de maintenir un fonctionnement en un mode longitudinal unique, même pendant des ajustements des éléments optiquement dispersifs du laser qui provoquent des modifications de longueurs d'ondes La direction d'orientation du faisceau de sortie du laser est utilisée pour détecter le caractère de mode de la variation ou modification du laser Sur la base du caractère de mode détecté, on modifie automatiquement la longueur de la cavité pour réaliser une variation rapide souhaitée de la direction d'orientation La qualité du fonctionnement SLM du laser est détectée par corrélation de la modification de longueur de la cavité à la direction d'orientation de sortie. Selon le mode de réalisation préféré, la condition optimale de fonctionnement SLM du laser est déterminée en modifiant de façon aléatoire ou régulière la longueur de la cavité du laser pour déterminer la modification statistique des directions d'orientation de sortie correspondantes La direction d'orientation moyenne de sortie avec la variation statistique minimale est ensuite choisie comme condition optimale de fonctionnement SLM La qualité du fonctionnement SLM et de l'alignement de la cavité du laser est également déterminée à partir des statistiques d'orientation de sortie. Selon le mode de réalisation préféré, l'invention a pour objet, d'une part, un procédé pour modifier la longueur d'une cavité de laser pour un système laser en réponse à une modification de la direction d'orientation du faisceau laser associée à une optique dispersive à rétroaction dans le système laser, qui comprend les opérations consistant à: modifier la longueur de ladite cavité de laser pour créer une série de longueurs de la cavité de laser; échantillonner la direction d'orientation dudit faisceau laser pour chaque longueur de la cavité de laser dans ladite série de longueurs afin de créer une série d'échantillons de directions d'orientation qui correspondent à ladite série de longueurs de la cavité de laser; déterminer la direction nmoyenne d'orientation de ladite série d'échantillons de directions d'orientation; et maintenir la direction d'orientation dudit faisceau laser pour qu'elle corresponde à ladite direction moyenne d'orientation afin de verrouiller ledit faisceau laser dans un mode longitudinal unique stable. L'opération de modification desdites longueurs de la cavité du laser peut comprendre une modification aléatoire desdites longueurs de la cavité de laser ou, en variante, une modification systématique desdites longueurs de cavité de laser. L'opération d'échantillonnage comprend de préférence l'échantillonnage d'un faisceau de sortie dudit système laser, l'opération d'échantillonnage pouvant comprendre un échantillonnage d'un faisceau de dispersion qui est diffracté par l'optique dispersive dudit système laser. Selon le mode de réalisation préféré, l'invention a pour objet, d'autre part, un appareil destiné à modifier la longueur d'une cavité de laser pour un système laser en réponse à une modification de la direction d'orientation du faisceau laser associée à un système optique dispersif à rétroaction dans le système laser, qui comprend: des moyens pour modifier la longueur de ladite cavité de laser pour créer une série de longueurs de la cavité du laser; des moyens pour échantillonner la direction d'orientation dudit faisceau laser pour chaque longueur de faisceau laser dans ladite série de longueurs afin de créer une série d'échantillons de directions d'orientation qui correspondent à ladite série de longueurs de cavité de laser; des moyens pour déterminer la direction moyenne d'orientation de ladite série d'échantillons de directions d'orientation; et des moyens pour maintenir la direction d'orientation dudit faisceau laser pour qu'elle corresponde à ladite direction moyenne d'orientation afin de verrouiller ledit faisceau laser dans un mode longitudinal unique stable. Les moyens pour modifier lesdites longueurs de la cavité du laser peuvent modifier systématiquement lesdites longueurs de cavité de laser. Lesdits moyens pour échantillonner échantillonnent de préférence un faisceau de sortie dudit système laser. Lesdits moyens pour échantillonner peuvent échantillonner un faisceau de dispersion qui est diffracté par l'optique dispersive dudit système laser. On va maintenant décrire l'invention de façon plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation préféré et des dessins annexés, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 2 est une représentation graphique de la rétroaction à optique dispersive du système laser du mode de réalisation préféré représenté à la figure 1; la figure 3 est une représentation graphique de l'amplitude relative des modes longitudinaux qui sont établis par la longueur de la cavité du laser pour le mode de réalisation préféré; la figure 4 représente le contenu spectral du faisceau laser de sortie pour la combinaison de la largeur de bande de rétroaction de l'optique dispersive représentée à la figure 2 et de la répartition de longueurs d'ondes de modes longitudinaux de la cavité du laser représentée à la figure 3; les figures 5, 6 et 7 représentent la corrélation entre la longueur de la cavité du laser, la direction d'orientation du faisceau de dispersion et le recouvrement de la largeur de bande de rétroaction de l'optique dispersive sur plus que la différence de longueur d'onde entre les modes longitudinaux, les figures 8, 9 et 10 sont les directions d'orientation pour les conditions représentées aux figures , 6 et 7, respectivement; la figure 11 est une représentation graphique de l'intensité du faisceau de sortie du laser pour chacun des modes individuels consécutifs n-l, n, n+ l et n+ 2, ainsi que de l'intensité totale du faisceau laser de sortie, en fonction de la longueur de la cavité 4 du laser; la figure 12 est une représentation graphique de la direction d'orientation du faisceau de dispersion en fonction de la longueur de la cavité du laser; la figure 13 est une représentation graphique de la variation brusque de la direction d'orientation du faisceau de dispersion en fonction de la longueur de la cavité du laser; la figure 14 est un schéma logique qui représente le procédé du mode de réalisation préféré. On va décrire maintenant un mode de réalisation préfixé de l'invention. En se référant aux dessins, sur lesquels des références numériques ou alphabétiques semblables désignent des éléments semblables ou correspondants sur toutes les vues, la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un mode de réalisation préféré de l'invention Un système laser automatisé SLM 2 comprend une cavité 4 de laser destinée à un faisceau laser de sortie 6 La cavité -4 de laser comprend un miroir arrière 8, un miroir de sortie 10, un milieu à gain ou milieu amplificateur 12 et une optique 14 dispersive de longueur d'onde qui établissent une corrélation prédéterminée entre une longueur d'onde et une direction d'orientation du faisceau laser de sortie 6 et une partie de la sortie du laser, comme représenté par un faisceau de dispersion 16 L'optique 14 dispersive de longueur d'onde peut comprendre des éléments bien connus dans l'art, par exemple un réseau de diffraction comprenant un miroir à rétroaction de réseau. La direction d'orientation ou pointage du faisceau de sortie laser 6 est détectée par un détecteur d'orientation 18 En variante, la direction d'orientation du faisceau de dispersion 16 est détectée par un détecteur d'orientation 18 ' représenté en traits interrompus En outre, on peut mesurer de façon semblable la direction d'orientation de tout autre faisceau du système laser 2 qui varie pour une modification de la longueur d'onde, par exemple une fuite de faisceau à travers le miroir arrière 8, des réflexions de Brewster provenant du milieu à gain 12 et des réflexions ou une fuite optique dans l'optique dispersive 14 Le détecteur d'orientation 18 peut comprendre un ensemble électrooptique bien connu dans l'art, par exemple un photodétecteur simple à deux cellules ou à quatre cellules en combinaison avec un miroir partiellement transparent, pour échantillonner au moins une partie du faisceau laser de sortie 6 Si la direction d'orientation du faisceau de dispersion est mesurée, le détecteur d'orientation 18 ' peut comprendre un simple photodétecteur à deux cellules ou à quatre cellules seulement Le détecteur d'orientation 18 fournit un signal de détection à un processeur 20 de SLM Le processeur 20 de SLM peut comprendre un circuit analogique/numérique qui met en oeuvre des fonctionnements selon le procédé de la présente invention en utilisant une combinais-on quelconque de matériels et de logiciels cormme décrit ici. Le processeur 20 de SLM collecte des statistiques concernant la direction d'orientation de la sortie laser, définie en termes d'un angle relatif d'orientation e, en relation avec la longueur de la cavité 4 de laser du système laser 2 Dans ce but, le processeur de SLM modifie la position d'un élément déterminant la longueur de la cavité, par exemple celle du miroir arrière 8, à l'aide d'un transducteur 22 de position qui est accouplé mécaniquement à cet élément, par exemple au miroir arrière 8 Le transducteur de position 22 peut comprendre un positionneur électromagnétique bien connu quelconque qui assure le degré souhaité de déplacement linéaire et de résolution de position. On peut modifier la position du miroir arrière 8 de façon aléatoire ou régulière, bien que l'on préfère une modification aléatoire Le processeur 20 de SLM échantillonne le signal de détection provenant du détecteur d'orientation 18 lorsque la position du miroir arrière 8 est ainsi modifiée afin de déterminer la direction d'orientation du faisceau de dispersion 16 en fonction de la modification correspondante de longueur de la cavité laser 4 Le processeur 20 de SLM analyse statistiquement la direction d'orientation du faisceau de dispersion 16 telle qu'elle est déterminée par les échantillons du signal de détection. Lorsque l'on modifie de façon aléatoire la longueur de la cavité laser 4, la direction d'orientation du faisceau de dispersion 16 varie aussi de façon aléatoire Ces valeurs de direction d'orientation sont mémorisées de préférence en vue d'une analyse statistique par le processeur 20 de SLM L'analyse statistique effectuée par le processeur 20 de SLM peut comprendre une ou plusieurs parmi des relations bien connues entre l'angle relatif d'orientation e de la direction d'orientation du faisceau de dispersion 16 et la longueur de la cavité laser 4, par exemple la direction moyenne d'orientation, emoy ou des écarts-types ou des corrélations entre @ et la longueur de la cavité laser 4 Cependant, l'analyse statistique doit comprendre au moins la détermination de emoy pour déterminer automatiquement la longueur de la cavité laser 4 comne décrit ici. Le processeur 20 de SLM compare ensuite la valeur actuelle de e avec emoy et commande le transducteur de position 22 pour modifier la position du miroir arrière 8 proportionnellement à la différence Ceci modifie la longueur de la cavité laser 4 La position du miroir arrière 8 est décalée pour rendre négligeable la différence entre la valeur mesurée actuellement de 9 et emoy De cette manière, une boucle de rétroaction entre le détecteur d'orientation 18 et le miroir arrière est établie sous la commande du processeur 20 de SLM afin de verrouiller automatiquement la valeur actuelle mesurée de 9 à la valeur de emoy. La figure 2 est une représentation graphique de la rétroaction d'optique dispersive du système laser 2 qui comprend le gain de la cavité laser 4 en fonction de la longueur d'onde ? sous la commande de rétroaction par le processeur 20 de SLM comme décrit ici Une courbe 24 représente le gain de la cavité laser 4 Un niveau de seuil d'effet laser, illustré par une ligne en traits interrompus 26, représente le gain minimal nécessaire pour initier l'effet laser dans la cavité laser 4. La figure 3 est une représentation graphique de l'amplitude relative des modes longitudinaux qui sont établis par la longueur de la cavité laser 4 conformément à la contrainte de mode longitudinal N * 7 = 2 L com-ne décrit ici Une ligne 28 représente l'amplitude relative des modes longitudinaux Les points 30, 32, 34 et 36 représentent les maxima des modes longitudinaux représentatifs désignés par n-l, n, n+l et n+ 2, respectivement. Comme décrit ici, la longueur de la cavité laser 4 détermine les longueurs d'ondes des maxima pour les modes longitudinaux, comme représenté par les points 30, 32, 34 et 36 sur la figure 3 La convolution de ces maxima en combinaison avec la largeur de bande de la rétroaction d'optique dispersive représentée par la courbe 24, illustrée sur la figure 2, caractérise le contenu spectral du faisceau laser de sortie 6. La différence des longueurs d'ondes entre les maxima des modes longitudinaux, représentés par les points , 32, 34 et 36 à la figure 3, est déterminée selon la relation t 7 ' = > 2/2 L, dans laquelle A t) est la différence de longueur d'onde entre modes En comparant les figures 2 et 3, il est évident que la largeur de bande de la rétroaction d'optique dispersive est typiquement beaucoup plus large que la différence des longueurs d'ondes entre les modes longitudinaux. Lorsque les longueurs d'ondes de l'un quelconque des modes longitudinaux de la cavité laser 4 sont comprises à l'intérieur de la plage des longueurs d'ondes sur la courbe 24, de la figure 2, que la rétroaction d'optique dispersive fait passer au-dessus du niveau d'effet laser représenté par la ligne 26, le faisceau laser de sortie 6 possède un contenu spectral qui comprend tous les modes longitudinaux situés à l'intérieur de cette plage de longueurs d'ondes. La figure 4 représente le contenu spectral du faisceau laser de sortie 6 pour la combinaison de la largeur de bande de rétroaction d'optique dispersive représentée à la figure 2 et la répartition de longueurs d'ondes de modes longitudinaux de la cavité laser 4 représentée à la figure 3 Il faut noter que le contenu spectral du faisceau laser de sortie 6 est la-convolution des deux fonctions, au moins dans la plage des longueurs d'ondes dans laquelle la rétroaction d'optique dispersive est supérieure au seuil d'effet laser représenté par la ligne 26 Une courbe 38 à la figure 4 représente l'amplitude du faisceau laser de sortie 6 en fonction de la longueur d'onde Ainsi, dans ce cas, les modes longitudinaux N et n+l, représentés par les points 30 et 32 à la figure 3, sont tous deux inclus dans le faisceau de sortie 6 du système laser 2, leurs maxima relatifs se manifestant aux points 40 et 42, respectivement, le long de la courbe 38. L'optique dispersive 14 comprend typiquement un réseau qui disperse la lumière laser interne à l'intérieur du système laser 2 selon la relation N h/d = sin Gl sine 2, o N est l'ordre du réseau, t est la longueur d'onde, d est l'espacement entre les traits du réseau, Se est l'angle d'entrée du faisceau de sortie 6 et -82 est l'angle de sortie du faisceau de dispersion 16 De façon plus spécifique, e 1 est l'angle du faisceau laser de sortie 6 avec la perpendiculaire au réseau et e 2 est l'angle du faisceau de dispersion 16 avec la perpendiculaire au réseau Puisque le système laser est accordé, l'angle d'entrée el et l'angle de sortie 82 varient l'un et l'autre selon la longueur d'onde du faisceau laser de sortie 6. Les figures 5, 6 et 7 représentent la corrélation entre la longueur de la cavité laser 4, la direction d'orientation de faisceau et le recouvrement de largeur de bande de rétroaction d'optique dispersive sur plus que la différence des longueurs d'ondes entre modes longitudinaux La figure 5 illustre la largeur de bande d'optique dispersive, représentée par une courbe 44, et le niveau associé de seuil d'effet laser, représenté par une ligne 46, par rapport aux maxima des modes longitudinaux n- 1, n, n+l, n+ 2 de la cavité laser, représentés sur une ligne 48 par les points 50, 52, 54 et 56, respectivement. La figure 5 représente la condition dans laquelle la longueur de la cavité laser 4 correspond à une longueur L qui place le mode longitudinal N avec ses maxima alignés avec le pic de la courbe de largeur de bande de l'optique dispersive au point 52 Dans ce cas, les modes adjacents n- I et n+ 1 sont séparés par une distance suffisante du pic de la courbe de largeur d'onde de l'optique dispersive pour que leurs maxima, représentés par les points 50 et 54, respectivement, ne puissent dépasser le niveau de seuil d'effet laser représenté par la ligne 46 Ainsi, le faisceau laser de sortie 6 possède un contenu spectral qui correspond à une condition de mode longitudinal unique. La figure 6 représente la condition dans laquelle la longueur de la cavité laser 4 correspond à une longueur L plus ú L qui place les modes longitudinaux N et n+I avec leurs maxima alignés de façon symétrique de chaque côté du pic de la courbe de largeur de bande de l'optique dispersive, représentés par une courbe 58, aux points 52 et 54 Dans ce cas, les maxima de ces deux modes dépassent le seuil d'effet laser, représenté par une ligne à la figure 6, de sorte que le faiseau laser de sortie possède un contenu spectral qui correspond à une condition de modes multiples, comprenant les deux modes N et n+l. Ainsi, le décalage de longueur de la cavité laser 4 amène le système laser 2 à perdre son fonctionnement en mode longitudinal unique, si la longueur n'est pas corrigée. La figure 7 représente la condition dans laquelle la longueur de la cavité 4 de laser correspond à une longueur L plus 2 L L qui place le mode longitudinal n+l avec ses maxima alignés ave le pic de la courbe de largeur de bande de l'optique dispersive représentée par une courbe 62, au point 54 Dans ce cas, les modes adjacents n et n+ 2 sont séparés par une distance suffisante du pic de la courbe de largeur de bande de l'optique dispersive pour que leurs maxima, représentés par les points 52 et 56 respectivement, ne puissent excéder le niveau de seuil d'effet laser représenté par une ligne 64 à la figure 7. Ainsi, le faisceau laser de sortie 6 possède un contenu spectral qui correspond à une condition de mode longitudinal unique. Les trois conditions différentes décrites ci- dessus en ce qui concerne les décalages de longueur de la cavité laser 4 représentées sur les figures 5, 6 et 7 amènent des décalages correspondants des directions d'orientation des modes n- 1, n, n+l, n+ 2 par rapport à la direction idéale d'orientation qui est représentée par 2 L/ t Les directions d'orientation, qui en résultent, pour les conditions représentées aux figures 5, 6 et 7 sont représentées aux figures 8, 9 et 10, respectivement. Sur la figure 8, la direction idéale d'orientation selon la relation 2 L/TD est représentée par un vecteur 66 qui s'étend à partir de l'optique dispersive 14 Etant donné que la longueur de la cavité laser 4 est L dans ce cas, le mode longitudinal N possède une direction d'orientation qui est identique à celle qui est représentée par le vecteur 66 Les directions d'orientation des autres modes n-1, n+l et n+ 2 par rapport à l'optique dispersive 14 sont représentées par des vecteurs 68, 70 et 72, respectivement. Sur la figure 9, les directions d'orientation relativement à l'optique dispersive 14 qui correspondent aux modes longitudinaux n-l, n, n+l et n+ 2 sont représentées par des vecteurs 74, 76, 78 et 80 respectivement Leur relation avec la direction idéale d'orientation, représentée par le vecteur 66, est décalée par rapport à l'agencement représenté à la figure 8 en raison de la longueur additionnelle AL de la cavité laser 4 Dans ce cas, le vecteur 66 qui représente la direction d'orientation correspondant à 2 L/7 \ est situé entre les vecteurs 76 et 78 qui correspondent aux modes longitudinaux n et n+I, au lieu de coïncider avec la direction d'orientation qui correspond au mode longitudinal N corrme représenté à la figure 7. Corrme décrit en liaison avec la description de la figure 6, cette condition provoque un fonctionnement à modes multiples, l'effet laser se produisant dans les deux modes longitudinaux N et n+I Il faut noter qu'une modification de la longueur du trajet par rapport à cette condition amènerait le fonctionnement à se décaler vers un fonctionnement en mode unique dans le mode N ou n+l, selon que la modification est une augmentation ou une diminution de la longueur du trajet. Ainsi, cette condition est, de façon inhérente, instable en raison de la tendance du faisceau laser de sortie 6 à basculer hors du fonctionnement en modes multiples vers l'un ou l'autre d'au moins deux modes uniques différents, en réponse à une faible augmentation ou diminution de la longueur totale de la cavité En se référant aux figures 6 et 9 dans leur ensemble, il faut noter que tout décalage relatif des modes longitudinaux n et n+ 1 se produit le long de pentes opposées du trajet de rétroaction de l'optique dispersive Une légère variation de la longueur de la cavité laser 4 provoque une plus grande modification d'amplitude de la rétroaction de l'optique dispersive pour les modes laser N et n+ 1 dans les conditions représentées aux figures 6 et 9 que celle qui résulte pour le mode laser N dans les conditions représentées aux figures 5 et 8 parce que le mode longitudinal N est positionné à l'intérieur de la pente relativement faible au pic de la courbe de rétroaction d'optique dispersive. Sur la figure 10, les directions d'orientation relativement aux optiques dispe-rsives 14 qui correspondent aux modes longitudinaux 'n-1, N et n+ 2 sont représentées par des vecteurs 82, 84 et 86, respectivement. Leur relation avec la direction idéale d'orientation représentée par le vecteur 68 est décalée par rapport à la disposition représentée sur la figure 8 en raison de la longueur additionnelle 2 A L de la cavité laser 4 Dans ce cas, la direction d'orientation du mode longitudinal n+l coïncide avec la direction idéale d'orientation représentée par le vecteur 66 En se référant aux figures 7 et 10, prises ensemble, il est évident que le seul mode longitudinal qui est positionné le long de la courbe de rétroaction de l'optique dispersive dont l' amplitude est suffisante pour un effet laser est le mode longitudinal n+l Etant donné que le mode d'effet laser n+ l est aligné avec le pic de faible pente de la courbe de rétroaction de l'optique dispersive, un fonctionnement en mode unique stable est possible même en présence de faibles modifications de la longueur de la cavité laser 4. La figure Il est une représentation graphique de l'intensité du faisceau laser de sortie 6 pour chacun des modes individuels n-1, n, n+l et n+ 2, ainsi que de l'intensité totale du faisceau laser de sortie 6, en fonction de la longueur de la cavité laser 4 Les courbes caractéristiques d'amplitude des modes longitudinaux n-1, n, n+l et n+ 2 sont représentées par les courbes 88, 90, 92 et 94, respectivement La courbe caractéristique de l'amplitude totale du faisceau laser de sortie est représentée par une courbe 96 En raison d'un recouvrement des courbes caractéristiques de mode longitudinal, l'énergie totale de sortie du faisceau laser de sortie 6, représentée par la courbe 96, ne varie que légèrement même lorsque la longueur de la cavité laser n'est pas optimale pour un fonctionnement quelconque, en mode unique corrme en modes multiples Ainsi, la puissance de sortie mesurée du faisceau laser de sortie -6 n'est pas un bonindicateur d'un fonctionnement en mode longitudinal unique. La figure 12 est une représentation graphique de la direction d'orientation du faisceau en fonction de la longueur de la cavité laser 4 Une courbe 98 représente l'angle de dispersion e de la direction d'orientation de faisceau en fonction de la longueur de la cavité laser 4 Des lignes en traits interrompus 100, 102, 104 et 106 représentent la plage des angles de dispersion des directions d'orientation pour des modes n-1, n, n+l et n+ 2, respectivement, qui doivent être suivies de façon que le faisceau laser de sortie 6 fonctionne en mode longitudinal unique Ainsi, les parties de la courbe 98 qui suivent les lignes en traits interrompus 100, 102, 104 et 106 représentent les conditions dans lesquelles le faisceau laser de sortie 6 reste dans un mode longitudinal unique, le mode étant celui de la ligne respective en traits interrompus que suit la courbe 98 Les parties de la courbe 98 qui s'écartent des lignes en traits interrompus représentent les conditions dans lesquelles le faisceau laser de sortie 6 fonctionne dans des modes longitudinaux multiples La valeur moyenne de l'angle de dispersion e pour la ligne 98 est représentée par une mo y ligne 108. Il faut noter que les conditions de fonctionnement pour le fonctionnement en modes multiples sont instables, corrme décrit en liaison avec la description des figures 5, 6 et 7, de sorte que la direction d'orientation mesurée présente une instabilité de direction d'orientation prononcée par rapport au fonctionnement en mode longitudinal unique Ceci est illustré à la figure 13, dans laquelle une courbe 110 représente la variation d'orientation de la direction d'orientation mesurée, en fonction de la longueur de la cavité laser 4 La courbe caractéristique formée par la courbe 110 comporte une série de pics 112, 114, 116 et 118 qui correspondent à des conditions dans lesquelles le faisceau laser de sortie 6 fonctionne dans des conditions à modes multiples Les zones de vallées de la courbe entre les pics 112, 114, 116 et 118 correspondent aux conditions dans lesquelles le faisceau laser de sortie 6 fonctionne dans des conditions de mode unique. Par conséquent, le processeur 20 de SLM maintient un fonctionnement en mode unique idéal pour la cavité 4 de laser en déterminant la direction moyenne d'orientation de faisceau représentée par E> lorsque la mo y longueur de la cavité 4 de laser varie, com- me représenté par la ligne 108 à la figure 12 et en ajustant la longueur de la cavité laser pour maintenir la direction d'orientation de faisceau représentée par e dans cette direction moyenne d'orientation e moy Le processeur 20 de SLM verrouille facilement le système laser 2 dans l'un des modes longitudinaux uniques qui correspondent à un fonctionnement stable, avec la longueur ajustée, puisque le fonctionnement en modes multiples est une condition instable. Dans le mode de réalisation préféré, le détecteur d'orientation 18 comprend un photodétecteur à deux cellules Le détecteur d'orientation 18 envoie donc deux signaux de sortie, appelés Idroite et Igauche' respectivement Le processeur de SLM compare ces deux signaux pour déterminer l'équilibre de lumière à partir du faisceau mesuré qui tombe -sur les moitiés respectives du détecteur d'orientation 18 Cet équilibre est appelé l'équilibre (ou différence) variable en % et il est de préférence déterminé par la relation: équilibre variable en % = (Idroite Igauche) /(Idroite + I gauche) Ainsi, le terme d'équilibre variable en % est une mesure du centrage d'orientation sur le détecteur d'orientation 18. Le processeur 20 de SLM effectue de préférence un grand nombre de modifications aléatoires, par exemple 600, de la longueur de la cavité laser 4 en décalant la position du miroir arrière 8 à l'aide du transducteur de position 22, et il mesure la valeur de l'équilibre variable en % pour chaque position aléatoire du miroir arrière 8 Le processeur 20 de SLM détermine ensuite emo a à partir de la moyenne de ces valeurs mesurées Finalement, le processeur 20 de SLM échantillonne périodiquement la valeur de la balance variable en % et la compare à la valeur de emoy. Le processeur 20 de SLM déplace la position du miroir arrière 8 en réponse à la différence afin de modifier la longueur de la cavité laser 4 de façon que la différence soit très voisine de zéro Cette opération forme une boucle de rétroaction qui ajuste automatiquement la longueur de la cavité laser 4 pour maintenir le faisceau laser de sortie 6 dans son mode longitudinal unique le plus efficace La figure 14 est un schéma logique qui représente la procédure de ce fonctionnement. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide de matériel seulement, ou à l'aide d'une combinaison de matériel et d'un code de traitement de données si le processeur 20 de SLM permet un traitement programmable de données Dans le mode de réalisation préféré, le processeur de SLM comprend un processeur programmable de données qui accepte les signaux provenant du détecteur d'orientation 18 et qui détermine la sortie du transducteur de position 22 On peut utiliser l'un quelconque parmi divers codes de traitement de données pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, comme le comprendra l'horrme de l'art. Par exemple, le code suivant, écrit en Microsoft(R) Quick BASIÈR) peut être utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention: équilibre (ou différence) en 9 o = 0 son Tme / = O l rr% = Display Clockauto, 1, 1) 'afficher l'activité sur l'écran- pour I% = 1 T O 600 rr% = LABPC (Cgetdta, kk+) 'obtenir données sorrme e + kk% 'ajouter données à sommne aléatoire% = (RND 5) * 300 'effectuer un nombre aléatoire rr = Burleigh (Constep, Crnod, SGN(Rand 9 '), ABS(Rand%) 'déplacer Burleigh SUIVANT I% équilibre% = somne / 600 'équilibre = moy signal SPD lockon% = 1 'corrmencer verrouillage rr% = affichage (Clokon, 1, 1) 'afficher verrouillage rr% = affichage (Cdecbal, balance%, 1) rr% = affichage (Cincbal, balance%, 1) monter et descendre la ligne d'affichage pour forcer l'affichage RETOUR (recorrmnencer) Dans ce code, la variable équilibre (ou différence) en%(Idroite Igauche) /(Idroite + Igauche), droite et Igauche étant les mêmes deux signaux provenant du détecteur d'orientation 18 que ceux décrits précéderment Une boucle de 600 modifications aléatoires de la longueur de la cavité laser 4 est effectuée et l'équilibre en % variable est ajouté à la somne # variable Après l'achèvement des 600 modifications, l'équilibre moyen en % = son-me #/600 La boucle de verrouillage est ensuite mise en fonctionnement et la boucle de rétroaction commence avec l'équilibre en % La boucle de rétroaction ajuste ensuite la longueur de la cavité laser 4. La technique automatisée de verrouillage en mode unique selon l'invention permet à la cavité laser 4 de varier automatiquement en longueur selon un décalage de fréquence de la rétroaction de l'optique dispersive qui peut résulter d'un nouvel accord de la fréquence de fonctionnement du système laser 2 en décalant la fréquence de la rétroaction de l'optique dispersive Cette technique permet au système laser 2 d'être accordé dans une large plage de fréquences en réajustant la rétroaction de l'optique dispersive seule, puisque la longueur de la cavité laser 4 se verrouille automatiquement sur le mode le plus stable pour un réglage quelconque de rétroaction de l'optique dispersive. On a ainsi décrit un procédé et un appareil destinés à ajuster automatiquement la longueur de la cavité et à détecter le caractère des modes longitudinaux de la sortie du laser afin de maintenir un fonctionnement en mode longitudinal unique même pendant des ajustements des éléments de rétroaction de l'optique dispersive du laser qui provoquent des modifications de longueur d'onde. On comprendra que diverses modifications des détails, matières, phases de procédé et agencements d'éléments, qui ont été décrits et illustrés ci-dessus pour expliquer la nature de l'invention, peuvent être apportés par l'horrme de l'art en restant dans le cadre de la présente invention tel que défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Procédé pour modifier la longueur (L) d'une cavité de laser ( 4) pour un système laser ( 2) en réponse à une modification de la direction -d'orientation (G) du faisceau laser associée à une optique dispersive ( 14) à rétroaction dans le système laser ( 2), caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: modifier la longueur (L) de ladite cavité de laser ( 4) pour créer une série de longueurs (L) de la cavité de laser ( 4); échantillonner la direction d'orientation ( 9) dudit faisceau laser pour chaque longueur (L) de la cavité de laser dans ladite série de longueurs (L) afin de créer une série d'échantillons de directions d'orientation qui correspondent à ladite série de longueurs (L) de la cavité de laser ( 4); déterminer la direction moyenne d'orientation (emoy) de ladite série d'échantillons de directions d'orientation (G>; et maintenir la direction d'orientation (G) dudit faisceau laser pour qu'elle corresponde à ladite direction moyenne d'orientation (G oy) afin de verrouiller ledit faisceau laser dans un mode longitudinal unique stable (SLM). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de modification desdites longueurs (L) de cavité de laser ( 4) comprend une modification aléatoire desdites longueurs (L) de cavité de laser ( 4). 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de modification desdites longueurs (L) de la cavité de laser ( 4) comprend une modification systématique desdites longueurs (L) de la cavité de laser ( 4). 4 Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'opération d'échantillonnage ( 20) comprend l'échantillonnage d'un faisceau de sortie ( 16) dudit système laser ( 2). Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'opération d'échantillonnage ( 20) comprend l'échantillonnage d'un faisceau de dispersion ( 16) qui est diffracté par l'optique dispersive ( 14) dudit système laser ( 2). 6 Appareil pour modifier la longueur (L) d'une cavité de laser ( 4) pour un système laser ( 2) en réponse à une modification de la direction d'orientation (e) du faisceau laser associé à une optique dispersive ( 14) à rétroaction dans le système laser ( 2), caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 8) pour modifier la longueur (L) de ladite cavité de laser ( 4) pour créer une série de longueurs (L) de cavité de laser ( 4); des moyens ( 20) pour échantillonner la direction d'orientation ( 0) dudit faisceau laser pour chaque longueur (L) de faisceau laser dans ladite série de longueurs (L) afin de créer une série d'échantillons de directions d'orientation (e) qui correspondent à ladite série de longueurs (L) de cavité de laser ( 4); des moyens ( 18) pour déterminer la direction moyenne d'orientation (emoy) de ladite série d'échantillons de directions d'orientation (@); et des moyens pour maintenir la direction d'orientation (e) dudit faisceau laser pour qu'elle corresponde à ladite direction moyenne d'orientation (emoy) afin de verrouiller ledit faisceau laser dans un mode longitudinal unique stable (SLM). 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour modifier lesdites longueurs (L) de ladite cavité de laser ( 4) modifient systématiquement lesdites longueurs (L) de cavité laser ( 4). 8 Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits moyens pour échantillonner ( 20) échantillonnent un faisceau de sortie ( 16) dudit système laser ( 2). 9 Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits moyens pour échantillonner ( 20) échantillonnent un faisceau de dispersion ( 16) qui est diffracté par l'optique dispersive ( 14) dudit système laser ( 2).