Pompage optique des lasers par faisceau solaire

Abstract

Afin d'améliorer la stabilité du faisceau laser monomode de sortie (TEM00), d'un système laser à pompage solaire, un guide de lumière de silice fondue, monolithique et de forme torsadée a été produit puis combiné à la fois avec un concentrateur parabolique composé 2DCPC et une cavité en forme de 2V pour obtenir une distribution de pompage uniforme le long d'un barreau laser de Nd3+: YAG (à 1,0 %) de 3 mm de diamètre et 50 mm de longueur à travers un système héliostat-miroir parabolique. En se basant sur les principes de réfraction et de réflexion interne totale, le guide de lumière fourni une solution efficace pour guider et redistribuer les rayonnements solaires hautement concentrés. La lumière solaire concentrée au foyer du concentrateur, avec un profil presque gaussien, est transformée en une colonne lumineuse uniforme, facilitant ainsi le couplage de la lumière de pompage dans un long et mince barreau laser placé dans une cavité de pompage en forme de 2V. L'optimisation des paramètres de pompage ainsi que le faisceau laser monomode de sortie TEM00 a été faite par les logiciels ZEMAX© et LASCAD©. Le guide de lumière a réduit considérablement les effets de lentilles thermiques du laser solaire. Une émission laser monomode TEM00 à 1064 nm avec 2,7 W onde continue (CW) et des facteurs de formes du faisceau laser (M2 ≤ 1,05) et une efficacité de collecte de 2,3 W / m2 ont été finalement obtenus. Le plus important c'est l'obtention d'une stabilité de 1,7 %, ce qui est nettement plus stable que les systèmes lasers à pompage solaires monomode TEM00 précédent