Brevet FR2785099A1 — publié le 20000428

LASER À L'ÉTAT SOLIDE, NOTAMMENT MICROLASER, CAPABLE D'ÉMETTRE DES IMPULSIONS LONGUES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne les lasers solides, notamment les microlasers, destinés à émettre des impulsions lumineuses. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un laser solide, ou laser à l'état solide, est un laser dont le milieu amplificateur est un solide. Il s'agit souvent d'un monocristal dopé ou non, d'un verre, ou plus rarement d'un polymère. En vue de son pompage optique, ce solide est souvent excité par une source lumineuse telle qu'une lampe, un flash, une diode laser, voire une diode électroluminescente. Le milieu amplificateur est placé dans une cavité résonante. Il existe plusieurs types de cavités résonantes, les plus utilisées étant les cavités de Fabry-Perot à deux miroirs ou les cavités en anneau à trois ou quatre miroirs. Les miroirs utilisés sont plans ou sphériques. Parfois, ces miroirs sont remplacés par des prismes. Des lentilles ou des miroirs de renvoi sont éventuellement utilisés dans la cavité. L'ensemble est aligné au moyen de montures mécaniques précises. L'un des miroirs constitue souvent le coupleur de sortie : le faisceau laser est extrait par ce miroir qui est partiellement réfléchissant. D'autres systèmes de couplage de sortie existent. Un microlaser est un laser à l'état solide particulier. Son milieu amplificateur est constitué par un matériau laser de faible épaisseur (généralement de l'ordre de 150 à 2000 um) et de petites dimensions (généralement quelques millimètres carrés). Les miroirs de la cavité résonnante sont en général directement déposés sur les faces optiques polies du matériau laser. De plus, le microlaser est en général pompé par une diode laser, qui est soit directement hybridée sur le microlaser, soit couplée à celui-ci par l'intermédiaire d'une fibre optique. Dans le cas où le microlaser comporte plusieurs composants, tous ces composants sont assemblés de diverses manières pour ne former qu'un seul élément monolithique. Le microlaser est poli sur ses deux faces terminales (ces deux faces sont perpendiculaires à l'axe du laser). Les miroirs qui forment la cavité résonnante sont déposés directement sur les faces polies sous forme de couches minces. L'une des faces possède une réflectivité maximum, proche de 100%, et l'autre est semi-réfléchissante afin de transmettre une partie de la lumière à l'extérieur de la cavité. Le milieu amplificateur peut constituer le substrat du microlaser. En utilisant des techniques de fabrication et d'usinage issues de la micro- électronique, des plaques peu épaisses (quelques centaines de micromètres) et de grande dimension (plusieurs centimètres) peuvent être traitées puis découpées en un très grand nombre d'unités. Un laser solide (ou un microlaser) peut être déclenché ( Q switched ) de façon active ou passive, en introduisant, dans la cavité, un modulateur de pertes c'est-à-dire un moyen de modulation du facteur de surtension ( Q factor ) de cette cavité. Pour le déclenchement actif, la valeur des pertes introduites dans la cavité (résonateur) est commandée de façon externe par exemple au moyen d'un modulateur acousto-optique qui diffracte de la lumière hors du résonateur ou d'un modulateur électro-optique qui permute la polarisation du faisceau laser dans ce résonateur. De tels modulateurs nécessitent des moyens électroniques de commande capables de fournir des signaux radiofréquences pour le modulateur acoustooptique, ou bien des signaux de haute tension pour le modulateur électro-optique. La figure 1 représente schématiquement un microlaser connu, déclenché de façon active par un modulateur électro-optique. Ce microlaser comprend successivement un miroir d'entrée 2, un milieu amplificateur 4, un miroir intermédiaire 6, un modulateur électro-optique 7, qui est muni de deux électrodes latérales de commande 8 et 9, et un miroir de sortie 10. Le milieu amplificateur 4 est fixé au miroir intermédiaire 6 au moyen d'une colle optique ou d'un cordon de résine 12. On a également représenté le faisceau de pompage optique 14 provenant par exemple d'une diode laser (non représentée) et destiné à exciter le milieu amplificateur 4 à travers le miroir d'entrée 2. On voit aussi le faisceau laser impulsionnel 16 qui en résulte et qui sort du microlaser par le miroir 10. Ces faisceaux 14 et 16 se propagent suivant le même axe X. Le fonctionnement d'un tel laser à déclenchement actif est décrit ci-après. Au départ, le gain dans le milieu amplificateur est nul et les pertes dues au modulateur sont maximales, le seuil est donc très élevé et le laser n'oscille pas. On pompe ce laser, l'énergie stockée dans le milieu amplificateur augmente. Le niveau de pompage et les pertes sont telles que le laser n'oscille pas. On diminue soudainement le niveau des pertes induites par le modulateur. En conséquence, le gain du milieu amplificateur devient largement supérieur au niveau des pertes totales, donc le gain net dans la cavité laser est très élevé. L'énergie stockée est libérée sous la forme d'une impulsion lumineuse géante, en un temps très court. Lorsque le gain est épuisé, l'impulsion se termine. L'oscillateur laser s'arrête et l'on retrouve les conditions initiales. Pour le déclenchement passif, on utilise des modulateurs non linéaires sans alimentation extérieure et, plus précisément, des absorbants saturables, matériaux qui sont fortement absorbants lorsqu'on les éclaire avec un faisceau de faible densité de puissance et qui deviennent quasiment transparents lorsque cette densité dépasse un certain seuil (appelé intensité de saturation). La figure 2 représente schématiquement un microlaser connu, déclenché de façon passive. Ce microlaser comprend successivement le miroir d'entrée 2, le milieu amplificateur 4, un absorbant saturable 18 et le miroir de sortie 10. On voit encore le faisceau de pompage 14 et le faisceau laser 16 engendré par le microlaser. L'absorbant saturable 18 est par exemple une couche sol-gel ou semiconductrice, ou un matériau massif, dopé avec des ions actifs. Le fonctionnement d'un tel laser à déclenchement passif est décrit ci-après. Au départ, le gain dans le milieu amplificateur est nul et les pertes (absorption) dues à l'absorbant saturable sont maximales, le seuil est donc élevé et le laser n'oscille pas. On pompe ce laser : l'inversion de population augmente jusqu'à ce que le gain compense les pertes. L'effet laser peut alors commencer mais à un niveau très faible puisque le gain net (c'est-à-dire le gain moins les pertes) de la cavité est quasiment nul. Les quelques photons laser présents dans la cavité sont absorbés par l'absorbant saturable : la transmission de celui-ci augmente légèrement, donc les pertes diminuent. En conséquence, le gain net augmente, donc le nombre de photons dans la cavité augmente. Ce comportement en boucle s'amplifie progressivement. Très rapidement, l'absorbant se sature et les pertes atteignent leur niveau minimum. Le gain net dans la cavité est alors très important. L'énergie stockée est libérée sous la forme d'une impulsion lumineuse géante, en un temps très court. Lorsque le gain est épuisé, l'impulsion se termine. L'oscillation laser s'arrête et l'absorbant saturable redevient progressivement opaque. On retrouve les conditions initiales une fois que l'absorbant saturable s'est complètement désexcité. Pour chaque longueur d'onde laser, il faut trouver un matériau absorbant saturable qui fonctionne à cette longueur d'onde. A titre d'exemple, divers matériaux absorbants saturables sont donnés dans le document [11] auquel on se reportera et qui, comme les autres documents cités par la suite, est mentionné à la fin de la présente description. Un certain nombre d'applications des lasers nécessitent des impulsions dont la durée est de l'ordre de 100 nanosecondes à 1 milliseconde avec des puissances-crêtes non négligeables (supérieures à 1 watt). Le découpage temporel d'un laser continu, qui produit des puissances-crêtes faibles, n'est pas utilisable pour ces applications. A partir d'un laser unique, il est cependant possible d'obtenir des impulsions d'assez longue durée au moyen de diverses méthodes : - le pompage impulsionnel encore appelé mode relaxé ou mode normal , - le déclenchement dans des cavités de très grande longueur (quelques mètres)-voir le document [1] - en utilisant éventuellement une fibre optique, - le déclenchement actif utilisant un modulateur de pertes commandé en temps réel - voir le document [2], - la modulation du gain ( gain-switch )- voir le document [3], et - l'utilisation d'un miroir à conjugaison de phase dans la cavité résonante - voir le document [4] - à la place de l'un des miroirs terminaux de cette cavité résonante. Dans le cas du mode relaxé, le milieu amplificateur est pompé par une impulsion lumineuse provenant de la source de pompage. Le laser émet alors une série d'impulsions lumineuses amorties correspondant au régime transitoire de démarrage du laser. Ce phénomène est indésirable lorsqu'on désire une impulsion longue (c'est-à-dire une impulsion de longue durée). Il existe cependant des améliorations de cette technique : - le mode relaxé avec sélection d'une impulsion au moyen d'un modulateur (découpage temporel) - voir le document [5] et - le mode relaxé avec un absorbant non-linéaire dans la cavité laser, qui moyenne la puissance de l'ensemble des impulsions émises (voir le document [6] mais aussi le document [7] où l'on explique que les impulsions obtenues présentent encore des oscillations). En fait, les lasers solides connus ne sont pas adaptés à l'émission d'impulsions longues (de l'ordre de 100 ns à 1 ns ou plus) à des fréquences moyennes ou élevées, supérieures ou égales à 500 Hz. En particulier, aucun microlaser connu n'est capable d'émettre des impulsions dont la durée est supérieure à une centaine de nanosecondes. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet un laser solide comprenant une cavité résonante et, dans cette cavité, un milieu amplificateur et un modulateur de pertes, afin d'engendrer des impulsions lumineuses après pompage optique du milieu amplificateur, ce laser étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, dans la cavité, un moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses par un effet optique nonlinéaire. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, ce moyen d'allongement de la durée et le milieu amplificateur (ou le modulateur de pertes) sont formés à partir d'un même matériau. Selon un autre mode de réalisation particulier, le moyen d'allongement de la durée, le milieu amplificateur et le modulateur de pertes sont formés à partir de matériaux différents. Selon un mode de réalisation préféré du laser objet de l'invention, ce laser est un microlaser. L'effet optique non-linéaire est par exemple choisi dans le groupe comprenant l'effet photoréfractif, l'absorption dans l'état excité, l'absorption à deux photons, la conversion de fréquence, la diffusion stimulée de type Brillouin ou de type Rayleigh ou de type Raman. Le moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses est par exemple un élément comprenant au moins une couche d'un matériau choisi dans le groupe comprenant les cristaux semiconducteurs, les cristaux d'oxydes et les polymères, ayant des propriétés photoréfractives. A titre d'exemple, le matériau constitutif d'un tel élément connu pour ses propriétés photoréfractives (voir le document [9] ) peut être : - un cristal semiconducteur semi-isolant comme le phosphure d'indium dopé fer (InP: Fe), l'arséniure de gallium (AsGa), le tellure de cadmium dopé vanadium ou titane (CdTe: V ou CdTe:Ti), ou d'autres semiconducteurs connus pour leurs propriétés photoréfractives, ou - un cristal de matériau oxyde, comme BaTi03, Bi12Si02o, LiNb03:Fe, ou - un polymère déposé sous la forme d'une couche mince ou d'une pluralité de couches minces, ce polymère étant par exemple un mélange d'un polymère chromatophore et d'un polymère conducteur dans une matrice polymère (voir le document [10]). L'élément peut être compris entre deux électrodes prévues pour créer, lorsqu'une tension électrique est appliquée entre elles, un champ électrique parallèle à l'axe de propagation des impulsions lumineuses engendrées dans la cavité. Selon un premier mode de réalisation particulier du laser objet de l'invention, le modulateur de pertes est un milieu absorbant saturable, le laser étant ainsi déclenché passivement. Ce milieu absorbant saturable est par exemple choisi dans le groupe comprenant : - les cristaux, les couches monocristallines et les couches sol-gel, qui sont dopés avec des ions absorbants saturables, - les semiconducteurs ternaires ou quaternaires dont la composition est ajustée pour obtenir une largeur de bande interdite voisine de la fréquence d'émission du laser et - les semiconducteurs comprenant un ou une pluralité de puits quantiques ( quantum wells ) de largeur adaptée à la longueur d'onde du laser. Dans le cas où le milieu amplificateur (le matériau laser) est monocristallin, une couche monocristalline formant le milieu absorbant saturable peut être déposée par épitaxie en phase liquide sur ce milieu amplificateur et peut être accordée à celui-ci du point de vue des mailles cristallines ou, au contraire, contrainte. De préférence, un semiconducteur ternaire ou quaternaire formant le milieu absorbant saturable est déposé par épitaxie par jet moléculaire ( molecular beam epitaxy ) ou par dépôt chimique en phase vapeur aux organométalliques ( metalorganic chemical vapor déposition ) sur un substrat semiconducteur qui est ensuite assemblé avec le milieu amplificateur. De plus, dans le cas d'un semiconducteur quaternaire, la composition de ce dernier est de préférence ajustée en outre pour obtenir un matériau qui est accordé à celui du substrat correspondant du point de vue des mailles cristallines et qui est donc non contraint. Le ou les puits quantiques mentionnés plus haut sont par exemple formés sur un substrat semiconducteur qui est assemblé avec le milieu amplificateur. Selon un deuxième mode de réalisation particulier du laser objet de l'invention, le modulateur de pertes est un modulateur commandé en tension, le laser étant ainsi déclenché activement. Selon un mode de réalisation particulier du laser objet de l'invention, le modulateur de pertes (en particulier lorsqu'il s'agit d'un absorbant saturable) et le moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses sont associés au milieu amplificateur par un procédé choisi dans le groupe comprenant : - l'assemblage avec une colle optique, - l'assemblage avec un cordon de résine, - le dépôt sous la forme d'au moins une couche mince et - le dépôt sur un substrat distinct du milieu amplificateur, ce dépôt étant suivi d'un assemblage de ce substrat avec ce milieu amplificateur. Au sujet de l'assemblage avec un cordon de résine on se reportera au document [8]. En ce qui concerne la couche mince, il s'agit par exemple d'une couche sol-gel ou d'une couche épitaxiée, dopée avec des ions absorbants saturables. En ce qui concerne le substrat, ce dernier peut être ensuite enlevé mais il peut déjà contenir un miroir constituant le miroir de sortie de la cavité résonante auquel cas ce substrat est conservé. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la cavité résonante est délimitée par un miroir d'entrée et un miroir de sortie et le moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses est disposé entre le modulateur de pertes et le miroir de sortie ou entre ce modulateur de pertes et le milieu amplificateur. Dans la présente invention, les longueurs d'onde de base particulièrement intéressantes sont 0,946 um, 1,06 um, 1,3 um, 1,55 um et 2 um. Mais on peut obtenir d'autres longueurs d'onde en utilisant un élément optique non-linéaire pour obtenir des harmoniques de ces longueurs d'onde de base (par exemple 473 nm, 532 nm, 466 nm) ou pour générer des longueurs d'onde supérieures, par exemple par oscillation paramétrique optique ou amplification paramétrique optique (OPO ou OPA). Pour toutes les longueurs d'onde de base, il est possible de trouver un absorbant saturable adapté en longueur d'onde (par exemple un matériau semiconducteur). De plus, pour la plupart des longueurs d'onde, il est possible de trouver un matériau qui présente des propriétés photoréfractives (par exemple InP semi-isolant entre 0,85 et 1,6 um, AsGa semiisolant entre 0,8 et 1,8 um et BaTi03 entre 0,4 et 0,9 um). D'autres matériaux solides non-linéaires connus sont utilisables : par exemple KTP, BBO, LiIO3, LiNb03 et CdS . On indique ci-après divers avantages de l'invention. Un microlaser conforme à l'invention conserve les avantages d'un microlaser de type continu ou déclenché (compacité, coût réduit, fabrication collective, fiabilité du fait de son caractère monolithique et indéréglable, maintenance réduite, conception de microsystème optique grâce à l'utilisation de composants micro-optiques). D'autres avantages spécifiques s'ajoutent : Les impulsions produites sont longues et répondent à toutes les applications où un laser solide connu, à déclenchement et à commutation de gain n'apporte pas de solution (voir plus loin Applications industrielles ). Souvent les lasers solides déclenchés produisent des impulsions lumineuses courtes et ont de ce fait des puissances-crêtes élevées. Ceci conduit souvent à l'endommagement ou à la destruction des surfaces rencontrées par ces impulsions au cours de leur utilisation. Des impulsions longues, obtenues grâce à l'invention, permettent de répartir la même énergie dans le temps et d'éviter les pics de puissance dangereux. Dans l'invention, en agissant sur les paramètres de l'absorbant saturable (cas du déclenchement passif) et sur les paramètres de l'élément non-linéaire prévu pour allonger les impulsions, on peut jouer sur la forme des impulsions émises : impulsions triangulaires ou d'allure gaussienne par exemple. Les impulsions longues peuvent être modulées temporellement. A titre d'exemple, un code peut être associé à chaque impulsion émise par le laser en utilisant un modulateur en dehors de la cavité du laser. Dans le cas d'un laser conforme à l'invention, à déclenchement actif, il peut arriver que le matériau modulateur de pertes soit aussi photoréfractif. Un exemple est le cas de LiNb03, qui est un matériau électro-optique utilisable pour le déclenchement actif des lasers. Lorsque ce matériau est dopé avec du fer, il devient photoréfractif. De toute façon, de manière générale, un matériau photoréfractif présente un coefficient électro-optique non négligeable. Muni d'électrodes, il peut donc jouer le rôle de modulateur commandé en tension pour le déclenchement actif d'un laser conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : # la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un microlaser connu, déclenché de façon active, et a déjà été décrite, # la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un microlaser connu, déclenché de façon passive, et a déjà été décrite, # la figure 3A est une vue en coupe longitudinale schématique d'un microlaser conforme à l'invention, comprenant un absorbant saturable et un élément photoréfractif, # la figure 3B est une vue en coupe longitudinale schématique d'un laser solide conforme à l'invention, comprenant un absorbant saturable et un élément photoréfractif, # la figure 4 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un autre microlaser conforme à l'invention, comprenant un absorbant saturable déposé en couche mince, et # la figure 5 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un autre microlaser conforme à l'invention, comprenant un élément photoréfractif compris entre deux électrodes. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le microlaser conforme à l'invention, qui est schématiquement représenté en coupe longitudinale sur la figure 3A, comprend successivement un miroir d'entrée 20, un milieu amplificateur ou milieu à gain 22, un absorbant saturable 24 compris entre deux couches intermédiaires 26 et 27 servant à contrôler les coefficients de réflexion et de transmission à chaque interface entre deux matériaux distincts, et par exemple réalisées par un ensemble de couches en SiÛ2 et Ti02 alternées, un élément photoréfractif 28 et un miroir de sortie 30. On voit aussi un faisceau 32 de pompage optique du milieu amplificateur, envoyé vers ce dernier suivant un axe X, à travers le miroir d'entrée, ainsi qu'un faisceau laser impulsionnel, ou impulsion laser 34, qui est engendré par le milieu amplificateur ainsi excité et qui se propage aussi suivant l'axe X. Le Jaser solide conforme à l'invention, qui est schématiquement représenté en coupe longitudinale sur la figure 3B, comprend successivement un miroir d'entrée 35, un milieu amplificateur 36, un absorbant saturable 38, un élément photoréfractif 40 et un miroir de sortie 42. On voit aussi ]e faisceau 44 ou 45 de pompage du milieu amplificateur 36 et le faisceau laser impulsionnel engendré 46 qui se propage suivant le même axe X que le faisceau 44 (ce faisceau 44 correspondant à un pompage longitudinal et le faisceau 45 à un pompage transverse). Dans le laser solide de la figure 3B, les composants 35,36, 38,40 et 42 sont espacés les uns des autres alors que les composants du microlaser de la figure 3A sont en contact les uns avec les autres (et il en est de même pour les microlasers des figures 4 et 5) . Le microlaser conforme à l'invention, qui est schématiquement représenté en coupe longitudinale sur la figure 4, comprend successivement un miroir d'entrée 48, un milieu amplificateur 50, une couche mince 52 d'un absorbant saturable, un substrat photoréfractif 54 et un miroir de sortie 56. Une couche anti-reflet 58 (par exemple en MgF2) ou un ensemble de couches antireflet (par exemple en SiO2/TiO2) est éventuellement interposé entre le milieu amplificateur et la couche mince 52. Le substrat 54 est semiconducteur (par exemple en InP dopé Fe, en AsGa non dopé ou en CdTe dopé V ou Ti) et la couche mince 52, également semiconductrice, est déposée sur ce dernier. Le milieu amplificateur 50 est fixé à la couche 52 (ou à la couche 58 lorsqu'elle existe) par un cordon de résine 60 ou par une couche de colle optique. On voit encore un faisceau 62 de pompage du milieu amplificateur et le faisceau laser impulsionnel engendré 64 qui se propagent suivant un même axe X. Le microlaser conforme à l'invention, qui est schématiquement représenté en coupe longitudinale sur la figure 5, comprend successivement un miroir d'entrée 66, un milieu amplificateur 68, une couche photoréfractive 70, un absorbant saturable 72 et un miroir de sortie 74. On voit aussi un faisceau 76 de pompage optique du milieu amplificateur et le faisceau laser impulsionnel engendré 78 qui se propagent suivant un même axe X. La couche photoréfractive 70 peut être placée entre deux électrodes 80 et 82 pour créer un champ électrique (continu ou alternatif) parallèle à l'axe X en appliquant une tension électrique appropriée (continue ou alternative) entre les électrodes. Ce champ permet d'agir sur l'efficacité de l'effet photoréfractif. On peut par exemple utiliser des électrodes transparentes en ITO. Dans le laser solide de chacune des figures 3A, 3B, 4 et 5, l'absorbant saturable (par exemple 24 sur la figure 3A ou 38 sur la figure 3B) peut être remplacé par un modulateur électro-optique (25 sur la figure 3A et 39 sur la figure 3B), pour former un laser impulsionnel déclenché de façon active. On explique maintenant un exemple de procédé de fabrication d'un microlaser conforme à l'invention. Il convient de noter que trois fonctions sont réunies dans la cavité de ce microlaser et sont accomplies grâce à des matériaux que l'on peut assembler selon différentes techniques possibles. La fabrication de ce microlaser a lieu selon les étapes suivantes, toutes compatibles avec une fabrication collective. 1 ) Découpage du matériau laser en tranches de 25 mm de diamètre par exemple, en fonction éventuellement des axes cristallographiques pour un matériau cristallin anisotrope. Une scie à lame diamantée peut être utilisée. 2 ) Rodage puis polissage des deux faces de chaque tranche, pour avoir des faces planes et parallèles. L'épaisseur du matériau laser est fixée par cette étape. 3 ) Préparation d'un substrat photoréfractif (découpe, polissage, nettoyage). Des substrats de ce genre sont disponibles dans le commerce (par exemple auprès de la société Inpact (France) notamment pour InP:Fe). 4 ) Dépôt de l'absorbant saturable sur ce substrat. Dans le cas de matériaux semiconducteurs, la technique d'épitaxie par jet moléculaire (MBE) ou de dépôt chimique en phase vapeur aux organométalliques (MOCVD) est utilisable. 5 ) Nettoyage et polissage de l'ensemble substrat photoréfractif + absorbant saturable. Le polissage ne concerne que la face du substrat photoréfractif. 6 ) Dépôt du miroir d'entrée sur le matériau laser et éventuellement d'une couche antireflet sur le matériau laser ou sur l'ensemble substrat photoréfractif + absorbant saturable, ainsi que du miroir de sortie sur le substrat photoréfractif. La couche antireflet se trouve entre les deux éléments et fonctionne à la longueur d'onde du laser. 7 ) Assemblage de la tranche de matériau laser et de l'ensemble substrat photoréfractif + absorbant saturable, par exemple par collage sous presse ou en suivant l'enseignement du document [8]. Les miroirs sont à l'extérieur de l'assemblage. 8 ) Découpe des puces microlasers ( microchip lasers ) avec une scie circulaire diamantée (identique à celle qui est utilisée en micro- électronique). 9 ) Connexion d'une diode de pompage optique à chaque microlaser. Il est possible également de réaliser des microlasers conformes à l'invention de façon individuelle, en assemblant des échantillons de petite taille (quelques millimètres) des différents matériaux. Par exemple, un laser conforme à l'invention est réalisable à l'aide d'un verre dopé avec de l'erbium et de l'ytterbium, un cristal de LMA dopé avec du cobalt (voir le document [11] ) et un cristal d'InP semi-isolant dopé avec du fer. Des microlasers ont été réalisés avec un milieu à gain constitué de verre de phosphate dopé à 0,8% en masse avec de l'oxyde d'erbium (Er203) et à 20% en masse avec de l'oxyde d'ytterbium (Yb203). Ce genre de verre : Er, Yb est commercialement disponible auprès de la société Kigre aux USA. Il possède une composition en Er et Yb spécialement adaptée au fonctionnement d'un microlaser à 1,55 um. Une lame de verre de 0,75 mm ou de 1 mm d'épaisseur est utilisée. Elle a été polie pour obtenir deux faces planes et parallèles. Le rôle de l'absorbant saturable est tenu par une couche de matériau semi-conducteur dont la largeur de bande interdite est fixée par la longueur d'onde souhaitée (1,55 um). Les couches d'absorbant saturable sont soit des couches épaisses contraintes en InGaAs, soit des couches en InGaAlAs, soit des structures à plusieurs puits quantiques en inGaAs de 9 nm dans des barrières de InAlAs. Le miroir d'entrée est déposé sur une face de la lame de verre : Er, Yb. Il s'agit d'un empilement de couches SiO2/TiO2 réalisé par pulvérisation ionique. De même, on dépose la couche antireflet par exemple sur l'autre face de la lame de verre et le miroir de sortie sur le semiconducteur. Les lamelles en matériaux semiconducteurs sont assemblées de façon mécanique avec des lamelles de verre : Er, Yb. La cavité est pompée par une diode laser émettant autour de 975 nm (commercialement disponible auprès de Spectra Diode Labs aux USA). Les résultats typiques obtenus avec de tels microlasers sont donnés dans le tableau suivant : Fréquence de répétition 500 Hz à 100 kHz Durée des impulsions 100 ns à 1 s Puissance moyenne 1 mW à 10 mW Energie des impulsions 0,1 J à 1 J On donne quelques exemples plus précis de matériaux semiconducteurs utilisables comme couche absorbante sur un substrat de InP:Fe servant à élargir les impulsions : - semiconducteur Ino,48Gao,52As sur substrat InP: Fe de 350 m d' épaisseur (dopage Fe entre 1017 et 1018 atomes par cm3), couche contrainte de 50 nm d'épaisseur, - semiconducteur In0,53Ga0,47As/In0,52Al0,48As sur substrat InP:Fe (dopage Fe entre 1016 et 1017 atomes par cm3) comportant quatre ou sept puits quantiques de InGaAs d'épaisseur 9 nm entre des barrières InAlAs de 20 nm, le tout étant accordé en maille et non contraint (ce qui fixe la composition), le substrat InP:Fe ayant 400 m d'épaisseur. Un autre matériau absorbant saturable en LMA:Co, dopé à 0,3%, d'épaisseur 750 pm, assemblé avec une lamelle d'InP:Fe d'épaisseur 400 pm, elle-même assemblée avec une lamelle de verre : Er, Yb d'épaisseur 1 mm a permis d'atteindre des résultats semblables à ceux qui sont donnés dans le tableau. APPLICATIONS INDUSTRIELLES Les microlasers selon l'invention permettent de délivrer des impulsions longues de forte énergie, à haute cadence de tir, ce qui est intéressant pour de nombreuses applications : 1 ) génération et détection d'ultrasons en utilisant des impulsions courtes et des impulsions longues (trains d'impulsions codées pour l'application au contrôle non destructif par ultrasons), 2 ) nombreuses applications médicales : # impulsions lasers d'environ 500 microsecondes pour enlever les anomalies de pigmentation de la peau comme par exemple les zones vascularisées, les taches et les tatouages # la lithotripsie ou destruction des calculs # le traitement des ulcères, avec des impulsions à forte cadence de répétition, 3 ) utilisation d'impulsions longues codées, par exemple avec un code binaire pseudo-aléatoire, par exemple dans des émetteurs de télémétrie pour l' automobile ou les missiles, ou pour la mesure de la vitesse des écoulements de fluides, 4 ) application faisant appel à la modulation de la durée des impulsions : # l'impression laser # le bistouri laser, qui coupe, cautérise, chauffe ou nécrose selon la durée et l'énergie des impulsions # le stockage optique des données, qui fait appel à des impulsions de longueurs déterminées pour effacer, écrire ou lire les données, 5 ) utilisation des impulsions longues dans certains procédés industriels, par exemple pour l'amélioration de la qualité des dépôts obtenus par ablation laser, le traitement de surface et les insolateurs utilisés en microélectronique, 6 ) l'ignition par laser, par exemple pour les moteurs à essence ou encore pour les chaînes d'amplificateurs destinés à la fusion nucléaire, et 7 ) utilisation des impulsions longues pour le pompage de lasers solides. En effet, certains lasers solides (par exemple ceux dont le milieu amplificateur est en saphire dopé avec du titane) ne peuvent actuellement pas être pompés par des diodes lasers. L'utilisation de lasers solides pompés par diodes lasers et émettant des impulsions suffisamment longues pour obtenir un pompage efficace des précédents est une solution qui peut s'avérer très rentable. Les documents cités dans la présente description sont les suivants : [1] Jani, Barnes, Murray, Applied Optics, vol.36, n 15, pp 3357-3362 [2] Panarella, Bradley, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol.11, n 5, pp 181-185 [3] Fulbert, Kramer, Rabarot, Molva, Conférence ICF 1998, Proceedings SPIE, Microchip lasers for the LMJ front end [4] Russel, brevet US 7276981 A, 06/06/1989, S.D. Russel [5] Harrison, Rines, Moulton, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol.24, n 6, pp 1181-1187 [6] Schwarz, Naiman, Chang, Applied Physics Letters, vol.11, n 7, pp 242-244 [7] Pinto, Esterowitz, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol.30, n 1, pp 167-169 [8] Demande de brevet français n 9608943 du 17 juillet 1996 - voir aussi EP 0820128 A [9] Boyd, Nonlinear optics , chapitres 10. 4 à 10.7, Academic Press, 1992 [10] Meerholz, Journal of Optical Society of America, vol.15, n 7, p. 2114, 1998 [11] Demande de brevet français n 9701010 du 30 janvier 1997 - voir aussi EP 0856924 A. REVENDICATIONS 1. Laser solide comprenant une cavité résonante et, dans cette cavité, un milieu amplificateur (22,36, 50,68) et un modulateur de pertes (24,25, 38,39, 52,72), afin d'engendrer des impulsions lumineuses après pompage optique du milieu amplificateur, ce laser étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, dans la cavité, un moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses par un effet optique non-linéaire (28, 40, 54, 70). 2. Laser selon la revendication 1, ce laser étant un microlaser. 3. Laser selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l'effet optique nonlinéaire est choisi dans le groupe comprenant l'effet photoréfractif, l'absorption dans l'état excité, l'absorption à deux photons, la conversion de fréquence, la diffusion stimulée de type Brillouin, la diffusion stimulée de type Rayleigh et la diffusion stimulée de type Raman. 4. Laser selon la revendication 3, dans lequel le moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses est un élément comprenant au moins une couche d'un matériau choisi dans le groupe comprenant les cristaux semiconducteurs ayant des propriétés photoréfractives, les cristaux d'oxydes ayant des propriétés photoréfractives et les polymères ayant des propriétés photoréfractives. 5. Laser selon la revendication 4, dans lequel l'élément est compris entre deux électrodes (80, 82) prévues pour créer, lorsqu'une tension électrique est appliquée entre elles, un champ électrique parallèle à l'axe de propagation des impulsions lumineuses engendrées dans la cavité. 6. Laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le modulateur de pertes est un milieu absorbant saturable (24,38, 52, 72), le laser étant ainsi déclenché passivement. 7. Laser selon la revendication 6, dans lequel le milieu absorbant saturable est choisi dans le groupe comprenant : - les cristaux, les couches monocristallines et les couches sol-gel, qui sont dopés avec des ions absorbants saturables, - les semiconducteurs ternaires ou quaternaires dont la composition est ajustée pour obtenir une largeur de bande interdite voisine de la fréquence d'émission du laser et - les semiconducteurs comprenant un ou une pluralité de puits quantiques de largeur adaptée à la longueur d'onde du laser. 8. Laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le modulateur de pertes est un modulateur commandé en tension (25, 39) , le laser étant ainsi déclenché activement. 9. Laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le modulateur de pertes et le moyen d'allongement des impulsions lumineuses sont associés au milieu amplificateur par un procédé choisi dans le groupe comprenant : - l'assemblage avec une colle optique, - l'assemblage avec un cordon de résine (60), - le dépôt sous la forme d'au moins une couche mince et - le dépôt sur un substrat distinct du milieu amplificateur, ce dépôt étant suivi d'un assemblage de ce substrat avec ce milieu amplificateur. 10. Laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la cavité résonante est délimitée par un miroir d'entrée (20,35, 48,66) et un miroir de sortie (30,42, 56,74) et le moyen d'allongement de la durée des impulsions lumineuses est disposé entre le modulateur de pertes et le miroir de sortie ou entre ce modulateur de pertes et le milieu amplificateur.