Brevet FR3020900A1 — publié le 20151113

Laser à état solide faible bruit DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne les lasers à état solide, et plus particulièrement les lasers à état solide mono et bi-fréquence pour lesquels on cherche à réduire le bruit d'intensité. ETET DE LA TECHNIQUE Les lasers à état solide, mono et bi-fréquence à faible bruit constituent des sources de choix pour de nombreux domaines tels que les communications optiques, la photonique microonde, la spectroscopie haute résolution et la métrologie par exemple. La plupart de ces applications nécessitent des sources lasers stables ayant de très faibles largeurs de raie mais aussi de très faibles niveaux de bruit d'intensité sur une large bande spectrale. Bien que les lasers à état solide aient l'avantage de présenter une faible largeur spectrale, ils souffrent néanmoins d'un excès de bruit d'intensité important, en particulier aux fréquences de résonance propres du laser. Un exemple de milieu actif d'un laser à état solide est une matrice cristalline ou vitreuse comprenant des ions terre rare. La réalisation de lasers à état solide à faible bruit, qu'ils soient mono ou bifréquence, s'est accompagnée du développement de dispositifs et/ou d'architectures laser plus ou moins complexes, permettant de réduire les bruits d'intensité résonants. Il est à noter qu'en plus des différentes techniques utilisées pour réduire ces bruits, il est nécessaire d'insérer un étalon pour rendre ces lasers monomodes et un élément biréfringent pour les rendre bi-fréquences. Un laser mono-fréquence comprend un milieu actif MA et un élément sélectif en fréquence, typiquement une lame à face parallèle dit étalon Fabry Perot FP, pour le rendre monomode longitudinal. Si le laser oscille suivant un seul état de polarisation, il est monofréquence. L'étalon sélectionne un mode parmi les p modes longitudinaux de fréquence fp telle que : fp = p.C/2.Lopt , où Lopt est la longueur optique de la cavité Dans le cas des lasers état solide, le spectre d'intensité de ce laser présente un excès de bruit résonant à la fréquence des oscillations de relaxation (bruit de relaxation). Ce phénomène résulte de l'interaction résonante entre l'inversion de population et les photons. L'exaltation du bruit qui découle de ce phénomène est typique des lasers de classe B, dans lesquels la durée de vie de l'inversion de population "rpop est grande devant la durée de vie des photons Tphot dans la cavité. Un laser état solide bi-fréquence est illustré figure 1. Ce laser est rendu bifréquence (ou bi-mode ou bipolarisation) par l'ajout dans la cavité laser d'une lame biréfringente LB, d'axe optique OA perpendiculaire à la direction d'oscillation laser A. La cavité devient alors anisotrope, ce qui induit une levée de dégénérescence de polarisation, et l'existence de deux modes de polarisation linéaires et orthogonaux. La longueur optique de la cavité est différente pour les deux polarisations, ce qui conduit à l'existence de deux modes présentant deux fréquences fo et fe très proches l'une de l'autre (typiquement quelques GHZ de différence) oscillant dans la cavité laser. Ainsi un mode de polarisation est associé à une fréquence d'oscillation. Ces lasers génèrent naturellement un signal hyperfréquence (à la fréquence différence abs(f0-fe)) sur une porteuse optique : il suffit de projeter les deux états de polarisation à l'aide d'un polariseur à 45° en sortie de laser pour générer sur un photodétecteur ce signal à abs(fe-fo). Dans ces lasers, il faut noter que l'écart de fréquence est usuellement limité à l'intervalle spectral libre de la cavité, donc quelques GHz à quelques dizaines de GHz pour une cavité de longueur centimétrique à millimétrique. En sus du bruit de relaxation décrit plus haut, le laser bi-fréquence présente une résonance supplémentaire correspondant au bruit de partition. Ce dernier provient du couplage via le milieu actif des deux modes qui oscillent simultanément dans la cavité laser. Ce bruit est également dénommé bruit anti-phase car la variation d'intensité pour un mode de polarisation est en 35 opposition de phase par rapport à la variation d'intensité pour l'autre mode. Ainsi un laser bi-fréquence présente un bruit d'intensité en excès à deux fréquences caractéristiques, illustré sur la figure 2 qui représente la densité spectrale de puissance du bruit PB d'un laser bi-fréquence en fonction de la fréquence f : (i) une première fréquence 20 correspond aux oscillations de relaxations qu'on retrouve communément dans les lasers solides monomodes, typiquement comprise entre 10 kHz et 10 MHz, (ii) une deuxième fréquence 21 correspond à la fréquence propre d'échange d'énergie entre les deux polarisations du laser bi- fréquence. Cette fréquence est comprise entre 0Hz et la fréquence des oscillations de relaxation, selon l'importance du couplage entre les deux modes. Ces différents bruits sont néfastes pour de nombreuses applications et constituent incontestablement le point faible des lasers à état solide. Le développement de sources lasers à état solide mono-fréquence et bifréquences dépourvues d'excès de bruit constitue actuellement un réel défi technique dans la perspective de répondre aux besoins des différents domaines d'applications notamment lorsque de fortes puissances de sortie sont requises. Il existe plusieurs solutions pour réduire le bruit dû aux oscillations de relaxation. Dans un laser état solide, une première méthode est d'implémenter une contre-réaction électronique sur le laser de pompe. Cependant, une telle technique ne permet pas de réduire le bruit sur tout le spectre compte tenu des limitations pratiques liées à la bande passante de modulation de la pompe, et/ou à la bande passante de modulation de l'inversion de population dans le milieu actif. Un compromis est donc à faire entre bande passante et efficacité de réduction du bruit. De plus, lorsque le laser est bi-fréquence, cette technique ne permet pas de réduire le bruit de partition. Une deuxième méthode est d'utiliser en sortie du laser un "noise eater", c'est-à-dire un asservissement externe de l'intensité basé sur un modulateur et un photodétecteur. Ce type d'asservissement est complexe, en particulier dans le cas bi-fréquence où deux asservissements séparés sont nécessaires, et induit par principe des pertes en sortie de laser. Les méthodes décrites ci-dessus permettent de réduire le bruit de relaxation typiquement d'un facteur mille mais pas de le faire disparaitre. Une alternative décrite par exemple dans le document US 2009/0225800 5 consiste à utiliser un laser à semi-conducteur dans un régime de fonctionnement de classe A. Ce régime est obtenu en allongeant significativement la durée de vie des photons dans la cavité laser de telle sorte qu'elle soit supérieure à la durée de vie d'inversion de population. Dans un tel régime de fonctionnement les oscillations de relaxation disparaissent 10 naturellement. Cependant, le passage d'une dynamique de classe B à une dynamique de classe-A tout en assurant un fonctionnement monomode n'est techniquement possible que pour des lasers à semi-conducteurs dans lesquels la durée de vie d'inversion de population est naturellement très courte (ns). Avec un laser à état solide, la durée de vie d'inversion de 15 population (ms-ps) impliquerait un laser de longueur kilométrique qu'il serait impossible de rendre monomode. Or, les lasers à état-solide qu'ils soient "bulk" ou fibrés sont aujourd'hui les seuls à pouvoir produire des puissances optiques importantes (dans la gamme du W-kW) avec une bonne pureté spectrale. 20 Une troisième méthode illustrée figure 3 et décrite dans le document US 6788715 consiste à insérer un mécanisme de pertes non linéaires d'absorption dans la cavité laser. Ce composant A2P non linéaire modifie la dynamique du laser, de telle façon qu'il s'oppose à une augmentation de l'intensité du laser par une augmentation de son absorption, et inversement il 25 s'oppose à une diminution de l'intensité par une diminution de son absorption, créant de ce fait une contre-réaction directe aux variations d'intensité dues au bruit. Cette méthode s'applique à un laser mono-fréquence. Ces techniques fonctionnent bien quand le laser est mono-fréquence. 30 Lorsque le laser est bi-fréquence, l'excès de bruit à la fréquence propre d'échange entre les deux modes (bruit de partition) résiste à l'ensemble de ces techniques car cet échange d'énergie résonnant se fait à puissance totale constante, et que les moyens de mesure et de contre-réaction sont basé sur une modulation de cette puissance totale (première et deuxième 35 méthode). Pour la troisième méthode, le composant A2P : peut-être uniquement sensible à la puissance totale, et donc incapable d'éliminer le bruit d'antiphase, peut induire lui-même un autre couplage entre les deux états de polarisation, et induire un nouvel excès de bruit Une méthode pour réduire le bruit de partition spécifique des lasers bifréquence est de découpler les deux modes. Il s'agit de réaliser un milieu actif particulier de manière à rendre le gain laser indépendant pour chaque mode, c'est-à-dire que le gain laser d'un mode de polarisation est rendu indépendant du gain laser de l'autre mode de polarisation. Cette architecture n'est cependant compatible que de certains milieux actif spécifiques, par exemple une matrice de Yag comprenant des ions Néodymes dans des sites particuliers et orientés de manière particulière dans la cavité laser. Une autre méthode est de réaliser un laser tel qu'illustré figure 4 et décrit 15 dans le document « Dual tunable wavelength Er,Yb :glass laser for terahertz beat frequency generation » M. Alouini et al, Photon. Techn. Lett. 10, 15541556 (1998). Une lame biréfringente LBb est introduite dans la cavité de manière à séparer spatialement les deux états de polarisation dans le milieu actif. Pour ce faire, l'axe optique de la lame n'est plus orienté parallèlement 20 aux faces de la lame, mais forme avec elle un angle typique de 45°, ce qui induit une double réfraction et donc une séparation. Un inconvénient est qu'il faut adapter le pompage du milieu actif à ces deux nouveaux modes séparés spatialement : le pompage doit recouvrir ces deux nouveaux faisceaux. 25 On contrôle l'oscillation monomode de chacune des polarisations séparément avec un étalon différent Fpo, Fpe et ainsi on augmente l'écart de fréquence entre eux, jusqu'à plusieurs THz (GHz dans les lasers sans séparation). 30 Un but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités et plus particulièrement de réaliser un laser état solide présentant un faible bruit, tant de relaxation que de partition lorsqu'il est bi-fréquence ou rendu mono fréquence. 35 DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention a pour objet un laser à état solide comprenant une cavité comprenant un milieu amplificateur, et présentant une direction d'oscillation d'un faisceau laser, la cavité comprenant en outre: - une première lame biréfringente à faces parallèle présentant un premier axe optique formant un premier angle avec la direction d'oscillation, le premier angle n'étant ni parallèle ni perpendiculaire à la direction d'oscillation à 10° près, de manière à générer, à partir d'un faisceau laser unique, un premier et un deuxième faisceaux laser parallèles entre eux et présentant un premier décalage spatial, correspondant respectivement à un premier et un deuxième état propre de polarisation orthogonaux entre eux, et sur lesquels le laser est apte à osciller, la première lame biréfringente et la cavité étant configurées pour que la première lame biréfringente sépare une première zone de la cavité dans laquelle le faisceau laser est unique, d'une deuxième zone comprenant lesdits premier et deuxième faisceaux laser, -un absorbant dont l'absorption augmente avec la puissance optique du faisceau le traversant, et dans lequel au moins un parmi le milieu amplificateur et l'absorbant est 20 disposé dans la deuxième zone de la cavité, de sorte qu'il soit traversé par les premier et deuxième faisceaux spatialement décalés. Avantageusement, les états propres de polarisation orthogonaux sont linéaires. 25 Selon une variante, le milieu actif et l'absorbant sont disposés dans la deuxième zone, de sorte qu'ils soient tous deux traversés par les premier et deuxième faisceaux spatialement décalés. Selon une variante préférée, la cavité C comprend en outre une deuxième lame biréfringente à faces parallèles présentant un deuxième axe optique 30 formant un deuxième angle avec la direction d'oscillation, le deuxième angle n'étant ni parallèle ni perpendiculaire à la direction d'oscillation à 10° près, la deuxième lame biréfringente étant configurée pour générer un deuxième décalage spatial entre lesdits premier et deuxième faisceaux différent du premier décalage spatial, et définissant une troisième zone de la cavité laser comprenant les premier et deuxième faisceaux laser présentant ledit deuxième décalage spatial. Selon un mode de réalisation l'absorbant est disposé entre la première et la deuxième lame biréfringente. Avantageusement, le milieu actif est disposé dans la troisième zone. Selon un mode de réalisation, les premières et deuxième lames sont identiques et disposées de sorte que les premier et deuxième angles sont symétriques par rapport à la direction d'oscillation, le deuxième décalage étant alors égal à zéro et les premier et deuxième faisceaux étant confondus dans la troisième zone. Selon un mode de réalisation, la cavité est une cavité en anneau. Selon un autre mode de réalisation, la ou les lames biréfringentes et l'absorbant sont aptes à réaliser une rotation identique autour d'un axe perpendiculaire à la direction d'oscillation. Selon une variante, les premières et deuxième lames sont identiques et disposées de sorte que les premier et deuxième axes optiques sont parallèles entre eux, la cavité comprenant en outre une lame demi-onde disposée entre les première et deuxième lames biréfringentes . Avantageusement, la ou les lames biréfringentes et l'absorbant sont accolés de manière à former un composant unique. Avantageusement, la cavité comprend au moins un miroir Concave. Avantageusement, les premier et deuxième faisceaux laser présentent un diamètre moyen sensiblement identique et le premier et/ou deuxième décalage sont compris entre 1% et 5 fois la valeur du diamètre moyen. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : -La figure 1 déjà citée illustre un laser solide bi-fréquence selon l'état de la 30 technique. -La figure 2 déjà citée illustre la densité spectrale de puissance du bruit d'intensité en fonction de la fréquence d'un laser bi-fréquence selon l'état de la technique. -La figure 3 déjà citée illustre une méthode de l'état de la technique pour 35 réduire le bruit d'intensité d'un laser bi-fréquence selon l'état de la technique. -La figure 4 déjà citée illustre une méthode de l'état de la technique pour réduire le bruit de partition d'un laser bi-fréquence selon l'état de la technique. -La figure 5 schématise un laser état solide selon l'invention. 5 -La figure 6 illustre une variante d'un laser état solide selon l'invention. -La figure 7 illustre une autre variante d'un laser état solide selon l'invention. -La figure 8 décrit un mode de réalisation d'un laser état solide selon l'invention. -La figure 9 décrit un autre mode de réalisation d'un laser état solide selon 10 l'invention. -La figure 10 décrit un mode de réalisation particulier d'un laser état solide selon l'invention. -La figure 11 décrit un laser selon l'invention présentant une cavité miroir concave/miroir concave 15 -La figure 12 décrit un laser selon l'invention présentant une cavité en anneau. -La figure 13 décrit une variante d'un laser selon l'invention présentant une cavité en anneau. -La figure 14 décrit une variante d'un laser selon l'invention dans laquelle la 20 ou les lames biréfringentes sont aptes à réaliser une rotation identique autour d'un axe. -La figure 15 décrit une variante d'un laser selon l'invention. 25 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 5 schématise un laser état solide 10 selon l'invention. Il comprend une cavité laser C qui comprend un milieu amplificateur MA, et présente une direction d'oscillation A du faisceau laser F. L'oscillation laser 30 amplifiée par le milieu actif MA génère un faisceau laser cohérent F qui sort de la cavité au travers d'un miroir Ml, selon un fonctionnement classique. La cavité laser C du laser 10 selon l'invention comprend également une première lame biréfringente LB1 à faces parallèle présentant un premier axe optique 0A1 formant un premier angle a avec la direction d'oscillation A, le 35 premier angle a n'étant ni parallèle ni perpendiculaire à la direction d'oscillation A à 10° près, c'est à dire que a est compris dans les intervalles [10, 80°] ou [100°, 170°] mesurés en prenant la direction d'oscillation A comme référence. La lame biréfringente LB1 dans la cavité C génère ainsi à partir du faisceau 5 laser F unique incident sur la lame, un premier faisceau laser Fo et un deuxième faisceau laser Fe parallèles entre eux et présentant un premier décalage spatial DS1. Ces faisceaux correspondent respectivement à un premier état propre de polarisation o et un deuxième état propre de polarisation e, ces états étant orthogonaux entre eux et à la direction 10 d'oscillation. Ces états correspondent à deux modes laser, oscillant chacun à une fréquence donnée, fo pour Fo et fe pour Fe, comme décrit plus haut. Préférentiellement les états propres de polarisation o et e sont linéaires dans toute la cavité. 15 Selon une variante on positionne deux lames d'onde de part et d'autre du milieu amplificateur MA, pour que les états propres soient de polarisation hélicoïdales dans le milieu amplificateur, afin de diminuer l'effet de « spatial hole burning » dans le milieu amplificateur et de faciliter l'oscillation mono-fréquence sur chaque état de polarisation. 20 La première lame biréfringente LB1 et la cavité C sont configurées pour que la première lame biréfringente sépare une première zone Z1 de la cavité C dans laquelle le faisceau laser F est unique, d'une deuxième zone Z2 comprenant les faisceaux laser Fo et Fe. Ainsi la lame biréfringente génère deux faisceaux Fo et Fe spatialement 25 séparés d'un premier décalage spatial DS1. La séparation souhaitée DS1 est ajustée en fonction de la biréfringence de la lame fin, de son épaisseur e et de l'angle a de l'axe optique 0A1. Selon une variante préférée, l'angle de l'axe optique est choisi de manière à maximiser le décalage spatial pour une longueur d'onde donnée. 30 Par exemple pour une lame biréfringente de YVO4 d'épaisseur e = 200pm et d'axe optique 0A1 d'angle a= 45°, un décalage spatial DS1 de 20 pm est obtenu pour une longueur d'onde de 1.5 pm. La cavité C du laser 10 selon l'invention comprend en outre un absorbant CA, typiquement une lame, dont l'absorption augmente lorsque la puissance optique du faisceau le traversant augmente. Pour obtenir l'effet escompté, au moins un parmi le milieu amplificateur MA 5 et l'absorbant CA, est disposé dans la deuxième zone Z2 de la cavité, de sorte qu'il soit traversé par les premier Fo et deuxième Fe faisceaux spatialement décalés. C'est en effet l'existence de deux faisceaux spatialement décalés Fo et Fe de polarisation différente o et e, qui permet l'absorption séparée, et/ou l'amplification séparée de ces deux modes de 10 polarisation, oscillant à des fréquences différentes fo et fe. C'est ce traitement séparé qui permet la réduction simultanée du bruit de relaxation et du bruit anti-phase du laser. Préférentiellement l'absorbant CA est disposé dans la deuxième zone Z2. La 15 séparation spatiale des deux états de polarisation dans l'absorbant permet alors au mécanisme d'absorption nonlinéaire d'agir indépendamment sur chaque état de polarisation et ainsi d'inhiber l'échange de fluctuations entre les deux modes du laser, i.e., le bruit d'antiphase. Le bruit en phase (oscillations de relaxations) est quant à lui systématiquement réduit par 20 l'absorption non-linéaire que l'on sépare ou pas les deux états de polarisation dans l'absorbant CA. En effet l'insertion de la lame biréfringente LB1 dans la cavité C du laser à état solide va naturellement fixer les deux états propres du laser suivant deux polarisations o et e linéaires et orthogonales. La présence de l'absorbant non 25 linéaire CA produit une réduction du bruit d'intensité du laser et ce en particulier à la fréquence des oscillations de relaxation (bruits en phase). La lame LB1 assurant, par construction, un découplage spatial des deux polarisations au niveau du CA, le mécanisme d'absorption non-linéaire agit sur les deux modes, quelque soit leur degré de corrélation, et même si leurs 30 fluctuations sont en opposition de phase. Par conséquent, le bruit dit d'antiphase disparaît aussi. De manière générale, quelle que soit l'amplitude de corrélation des fluctuations d'intensité entre les deux modes et quelles que soient les phases relatives de ces fluctuations, une réduction du bruit d'intensité est obtenue dans la cavité C du laser selon l'invention. Par 35 ailleurs, la réduction de bruit étant aussi efficace à basse fréquence, l'insertion du composant dans la cavité laser favorise la robustesse de l'oscillation simultanée des deux modes laser. Selon une variante préférée illustrée figure 5, le milieu amplificateur est 5 également disposé dans la deuxième zone. Le milieu actif MA et l'absorbant CA sont ainsi disposés dans la deuxième zone Z2, de sorte qu'ils soient tous deux traversés par le premier faisceau Fo et deuxième faisceau Fe spatialement décalés. Cette architecture est avantageuse lorsque le couplage dans le milieu actif est trop fort pour assurer une oscillation bi 10 fréquence sur un faisceau unique. La séparation spatiale, même partielle, des deux polarisations dans le milieu actif MA permet d'obtenir l'oscillation bifréquence. Selon cette variante : -Lorsque le décalage spatial est tel que les deux faisceaux Fo et Fe ne se 15 recouvrent pas, les faisceaux sont disjoints, le bruit anti-phase n'existe plus, mais le bruit de relaxation est toujours présent et réduit par l'absorbant. Il convient alors d'adapter le faisceau de pompe à cette géométrie pour pouvoir pomper les deux faisceaux. -Lorsque le décalage est très faible, aucune modification du faisceau pompe 20 n'est nécessaire, ce qui simplifie la structure du laser selon l'invention. La valeur du décalage est ainsi choisie en fonction du but recherché. Selon une autre variante illustrée figure 6 le milieu amplificateur MA est disposé dans la première zone Z1. Dans cette configuration aucune 25 modification de la géométrie du pompage n'est nécessaire, car il n'y a qu'un seul faisceau F qui doit être pompé pour être amplifié. Cet avantage simplifie très nettement la structure du laser et en diminue le coût. Selon une autre variante illustrée figure 7 c'est le milieu amplificateur qui est 30 dans la deuxième zone Z2 et l'absorbant CA dans la première zone Zl. Cette variante est intéressante dans le cas d'un laser état solide bi-fréquence ne présentant pas de bruit d'antiphase (cf plus haut Etat de la technique), mais dont on souhaite supprimer le bruit des oscillations de relaxation. Si la lame CA présente un couplage entre les deux états de polarisation, elle est susceptible d'introduire un bruit d'antiphase. Séparer les deux modes dans celle-ci permet de ne pas générer à nouveau du bruit d'antiphase. Selon un mode de réalisation, l'absorbant nonlinéaire CA est réalisé par absorption à deux photons (ou plus) dans un semi-conducteur de type « bulk », puits quantiques, bâtonnets quantiques, ilots quantiques... Le semiconducteur est choisi de sorte que son énergie de « gap » soit supérieure à l'énergie des photons du laser. Le semi-conducteur est donc transparent à des puissances optiques modérées. Cependant, grâce au mécanisme d'absorption à deux photons, il devient d'autant plus absorbant que la puissance optique augmente. Cela permet de gommer les fluctuations d'intensité intra-cavité. De plus, l'indice du semi-conducteur étant de l'ordre de 3, ses deux faces sont partiellement réfléchissantes (réflexions de Fresnel). La lame de semi-conducteur agit donc comme un filtre spectral (effet Fabry-Perot) qui rend le laser monomode longitudinalement. Typiquement, une lame de Si ou de GaAs dont l'épaisseur est de l'ordre de 40 pm à 100 pm suffit à produire suffisamment de pertes nonlinéaires pour réduire efficacement le bruit d'intensité aux oscillations de relaxation du laser tout en le rendant monomode longitudinalement. Selon une autre mode de réalisation l'absorbant non-linéaire CA est un matériau nonlinéaire, tel un crsital, une céramique ou un verre. L'ordre de la non-linéarité n'ayant pas d'importance à condition de disposer de suffisamment de puissance. Pour le cas de la génération de seconde harmonique (nonlinéarités d'ordre 2) le signal fondamental qui subit le doublage de fréquence est d'autant plus absorbé que sa puissance est grande. Pour stabiliser la cavité laser, il est nécessaire d'introduire une focalisation 30 sur le faisceau laser. Cette stabilisation est obtenue classiquement à l'aide d'un miroir concave Ml. La cavité C est alors typiquement composée d'un miroir plan M2 et d'un miroir concave M1 (cavité plan/concave). Dans ce cas, pour des raisons de symétrie, la zone Z1 de la cavité C est située du côté du miroir concave, et 35 donc la zone Z2 du côté du miroir plan. Mais d'autres méthodes de stabilisation sont possibles, comme d'utiliser une lentille dans une cavité plan/plan, cette lentille pouvant être constituée par la focale thermique due au pompage dans le milieu actif ou par une lentille physique. Préférentiellement, un trou de filtrage est inséré dans la cavité 5 plan/plan, comme illustré figure 6. Le faisceau laser est typiquement un faisceau gaussien, dont le diamètre moyen Dm est dénommé « waist » (largeur totale à 1/e2 en intensité). Typiquement, Dm varie de 10 pm à 1mm dans les lasers état solide bifréquence. Dans la cavité laser, les faisceaux F, Fo et Fe présentent 10 sensiblement le même diamètre Dm pour une même position sur l'axe A. Selon une variante le décalage spatial DS1 correspond à une fraction du diamètre du faisceau, typiquement entre 10pm et 100 pm, a minima 1% du diamètre Dm. Un faible décalage est suffisant pour réduire le couplage, et donc diminuer sensiblement le bruit, et ne nécessite qu'une lame 15 biréfringente de faible épaisseur, ce qui simplifie les réglages et diminue les coûts. De plus, le laser selon cette variante présente des écarts de fréquence plus grands puisque la longueur de la cavité est réduite. En effet, une lame d'épaisseur plus élevée signifie que l'on ne peut pas réduire la longueur de cavité autant qu'on le ferait avec une lame plus mince. Et une cavité plus 20 grande signifie un intervalle spectral libre plus petit, et donc un écart de fréquence atteignable plus petit. Selon une autre variante, le décalage spatial DS1 constitue une séparation totale des deux faisceaux Fo et Fe, soit correspond à au moins 1.5 fois Dm. Le couplage est alors quasi nul. Il n'est pas nécessairement intéressant de 25 trop séparer les faisceaux, ainsi DS1 est préférentiellement inférieur à 5.Dm, et un écart de typique de 100pm à 1 mm assure cette séparation complète. Ainsi la combinaison de la lame biréfringente et de l'absorbant insérés dans la cavité C du laser 10 selon l'invention a les effets suivants : 30 - le laser est rendu bi-fréquence, avec des états de polarisation bien fixés, - chaque état de polarisation est filtré spectralement et rendu ainsi monofréquence longitudinal, - les bruits sont absorbés quelles que soient leurs corrélations, - la robustesse de l'oscillation bifréquence est améliorée. 35 Le laser peut également être rendu monofréquence et monopolarisation, tout en gardant un faible bruit et une bonne stabilité, en introduisant un obturateur dans la cavité qui coupe un des deux faisceaux Fo et Fe. Un mode de réalisation du laser 10 selon l'invention est décrit figure 8. La cavité laser C comprend en outre une deuxième lame biréfringente LB2 à faces parallèle présentant un deuxième axe optique 0A2 formant un deuxième angle [3 avec la direction d'oscillation A, qui n'est ni parallèle ni perpendiculaire à la direction d'oscillation A à 10° près, c'est-à-dire que est compris dans les intervalles [10, 80°] ou [100°, 170°] mesurés en prenant la direction d'oscillation A comme référence. La deuxième lame biréfringente est configurée pour générer un deuxième décalage spatial DS2 entre les faisceaux Fo et Fe, différent du premier décalage spatial DS1. Elle définit une troisième zone Z3 de la cavité laser C comprenant les faisceaux Fo et Fe présentant le deuxième décalage spatial DS2. Pour générer un décalage spatial DS2 différent de DS1, on peut soit changer l'angle de l'axe optique (p. * co, soit, pour un même angle en valeur absolue ([3 = a ou 13 = -co, choisir une épaisseur de la deuxième lame biréfringente LB2 différente de celle de la première lame biréfringente LB1. Cette dernière option est préférée, car il existe un angle d'axe optique qui maximise le décalage pour une épaisseur de lame donnée. C'est cet angle qui permet de réaliser la lame biréfringente la plus mince donc la cavité la plus petite. Par exemple on utilise deux lames biréfringentes d'YVO4 taillées à a=f3=45° (optimum) mais d'épaisseurs différentes. Lorsque les angles a et [3 sont de même signe, le décalage DS2 est supérieur à DS1, comme illustré figure 8. Lorsque les angles a et [3 sont de signe différents, le décalage DS2 est inférieur à DS1, comme illustré figure 9. Préférentiellement l'absorbant CA est disposé entre LB1 et LB2 et le milieu actif MA dans la zone 3. Selon une autre variante, le milieu actif MA est disposé entre LB1 et LB2 et l'absorbant CA dans la zone 3. Cette géométrie est obtenue avec deux lames biréfringentes d'épaisseur ou 35 d'axe optique différents, et/ou de matériau différents. Elle permet de découpler différemment les deux faisceaux dans le milieu absorbant CA et le milieu actif MA, afin de tenir compte d'un couplage différent entre les modes dans ces milieux (amplificateur et absorbant) et donc d'optimiser le fonctionnement du laser en terme de bruit et d'oscillation bifréquence. Selon un mode de réalisation particulier, la première lame LB1 et la deuxième lame LB2 sont identiques et disposées de sorte que le premier angle a et le deuxième angle p sont symétriques par rapport à la direction d'oscillation A, c'est-à-dire p = -a. Dans cette configuration, le deuxième décalage DS2 est alors égal à zéro et Fo et Fe sont confondus dans la troisième zone Z3. Dans ce mode de réalisation, les première et troisième zones sont interchangeables. Une telle configuration présente l'avantage de pouvoir être implémentée sans aucune modification du système de pompage, car il n'y a qu'un seul faisceau à amplifier dans le milieu actif, suivant le même parcours que s'il n'y avait pas de lame et d'absorbant. De plus l'écart dans l'absorbant peut être ajusté à volonté sans aucune modification de la cavité laser ni de l'architecture de pompage et cela quelle que soit la nature de la cavité. Selon une variante préférée, la ou les lames biréfringentes et l'absorbant 20 sont accolés, comme illustré figure 10, et forment un composant unique Comp, ce qui simplifie la fabrication et les réglages du composant dans la cavité laser C. Le mode de réalisation de la figure 10 permet également de réaliser une cavité laser miroir concave/miroir concave comme illustré figure 11. En effet 25 dans une cavité laser, les faisceaux sont obligatoirement confondus au niveau des miroirs concaves. Selon une autre variante du mode de réalisation particulier, illustrée figure 12, la cavité C est une cavité en anneau. Les lames et l'absorbant peuvent 30 être positionnés à n'importe quel endroit dans la cavité. En variante illustrée figure 13 la cavité, ici en anneau à titre d'exemple, comprend une pluralité de couple de lames biréfringentes, ici un couple de lames LB1/LB2 comprenant l'absorbant CA entre elles, et un couple de lames LB1'/LB2' comprenant le milieu amplificateur MA entre elles. Ce type de cavité est particulièrement intéressant car c'est la configuration de gyrolasers pour lesquels le contrôle du couplage entre modes est crucial. Selon une autre variante du mode particulier illustrée figure 14, la ou les lames biréfringentes LB1/LB2 et l'absorbant CA sont aptes à réaliser une rotation identique autour d'un axe perpendiculaire à la direction d'oscillation A. Préférentiellement les lames et l'absorbant sont accolés en un composant unique Comp, pour faciliter la rotation identique et les réglages. L'inclinaison permet de passer d'un fonctionnement bi-fréquence faible bruit à un fonctionnement mono-fréquence faible bruit favorisant l'oscillation robuste d'une seule polarisation. Il s'ensuit une stabilité renforcée du laser mono-fréquence. En effet, en inclinant suffisamment l'axe optique du composant Comp par rapport à la direction d'oscillation du laser A, on produit une anisotropie de pertes qui est suffisante pour favoriser l'oscillation d'une seule polarisation (celle qui voit le moins de pertes). Ainsi, sans aucune modification, ce composant optique peut prévenir le basculement intempestif de la polarisation du laser tout en le rendant monofréquence et faible bruit. Selon un mode de réalisation illustré figure 15, les lames biréfringentes LB1 et LB2 sont identiques et disposées de sorte que les angles a et pi des axes optiques 0A1 et 0A2 sont identiques par rapport à la direction d'oscillation A. En d'autres termes les deux axes optiques sont parallèles entre eux. La cavité comprend en outre une lame demi-onde LÀ/2 disposée entre les lames biréfringentes LB1 et LB2. Préférentiellement les lames, l'absorbant et la lame demi-onde sont accolés pour former un composant unique, et la lame demi-onde, orientée à 45°, est insérée entre l'absorbant CA et une des deux lames biréfringentes. Dans cette configuration, l'ensemble du composant ne produit pas de déphasage entre les deux états de polarisation : les deux chemins optiques sont quasiment égaux, ce qui confère au composant un caractère quasiment isotrope. Une autre possibilité est d'ajuster les épaisseurs des deux lames, avec des axes optiques non parallèles entre eux. Il est alors possible d'introduire un autre élément biréfringent, par exemple électro-optique, qui génère l'écart de fréquence souhaité entre les polarisations. On dissocie ainsi la fonction de contrôle du bruit de celle de contrôle de l'écart de fréquence.5 REVENDICATIONS1. Laser à état solide (10) comprenant une cavité (C) comprenant un milieu amplificateur (MA), et présentant une direction d'oscillation (A) d'un faisceau laser (F), la cavité comprenant en outre: - une première lame biréfringente (LB1) à faces parallèle présentant un premier axe optique (0A1) formant un premier angle (a) avec la direction d'oscillation (A), ledit premier angle n'étant ni parallèle ni perpendiculaire à la direction d'oscillation (A) à 10° près, de manière à générer, à partir d'un faisceau laser (F) unique, un premier (Fo) et un deuxième (Fe) faisceaux laser parallèles entre eux et présentant un premier décalage spatial (DS1), correspondant respectivement à un premier (o) et un deuxième (e) état propre de polarisation orthogonaux entre eux, et sur lesquels le laser est apte à osciller, la première lame biréfringente (LB1) et la cavité étant configurées pour que la première lame biréfringente sépare une première zone (Z1) de la cavité (C) dans laquelle le faisceau laser (F) est unique, d'une deuxième zone (Z2) comprenant lesdits premier (Fo) et deuxième (Fe) faisceaux laser, -un absorbant (CA) dont l'absorption augmente avec la puissance optique du faisceau le traversant, et dans lequel au moins un parmi le milieu amplificateur (MA) et l'absorbant (CA) est disposé dans la deuxième zone (Z2) de la cavité, de sorte qu'il soit traversé par les premier (Fo) et deuxième (Fe) faisceaux spatialement décalés. 2. Laser selon la revendication 1 dans lequel les états propres de polarisation orthogonaux sont linéaires. 3. Laser selon l'une des revendications précédentes dans lequel le milieu actif (MA) et l'absorbant (CA) sont disposés dans la deuxième zone (Z2), de 30 sorte qu'ils soient tous deux traversés par les premier (Fo) et deuxième (Fe) faisceaux spatialement décalés. 4. Laser selon l'une des revendications précédentes dont la cavité (C) comprend en outre une deuxième lame biréfringente (LB2) à faces parallèlesprésentant un deuxième axe optique (0A2) formant un deuxième angle (13) avec la direction d'oscillation (A), ledit deuxième angle n'étant ni parallèle ni perpendiculaire à la direction d'oscillation (A) à 10° près, la deuxième lame biréfringente étant configurée pour générer un deuxième décalage spatial (DS2) entre lesdits premier (Fo) et deuxième (Fe) faisceaux différent du premier décalage spatial (DS1) et définissant une troisième zone (Z3) de la cavité laser (C) comprenant lesdits premier (Fo) et deuxième (Fe) faisceaux laser présentant ledit deuxième décalage spatial. 5. Laser selon la revendication 4 dans lequel l'absorbant est disposé entre la première (LB1) et la deuxième (LB2) lame biréfringente. 6. Laser selon l'une des revendications 4 ou 5 dans lequel le milieu actif est disposé dans la troisième zone (Z3). 7. Laser selon l'une des revendications 4 à 6 dans lequel les premières (LB1) et deuxième (LB2) lames sont identiques et disposées de sorte que lesdits premier (a) et deuxième (13) angles sont symétriques par rapport à la direction d'oscillation (A), le deuxième décalage (DS2) étant alors égal à zéro et les premier (Fo) et deuxième (Fe) faisceaux étant confondus dans la troisième zone (Z3). 8. Laser selon l'une des revendications précédentes dans lequel la cavité est une cavité en anneau. 9. Laser selon l'une des revendications précédentes dans lequel la ou les lames biréfringentes et l'absorbant sont aptes à réaliser une rotation identique autour d'un axe perpendiculaire à la direction d'oscillation (A). 10. Laser selon l'une des revendications 4 à 9 dans lequel les premières et deuxième lames sont identiques et disposées de sorte que lesdits premier (0A1) et deuxième (0A2) axes optiques sont parallèles entre eux et comprenant en outre une lame demi-onde (LÀ/2) disposée entre les première (LB1) et deuxième (LB2) lames biréfringentes .35 11. Laser selon l'une des revendications précédentes dans lequel la ou les lames biréfringentes et l'absorbant sont accolés de manière à former un composant unique (Comp). 12. Laser selon l'une des revendications précédentes dans lequel la cavité comprend au moins un miroir concave. 13. Laser selon l'une des revendications précédentes dans lequel les premier 10 et deuxième faisceaux laser présentent un diamètre moyen (Dm) sensiblement identique et le premier et/ou deuxième décalage sont compris entre 1% et 5 fois la valeur du diamètre moyen. 15