Contexte

Disons, d’entrée de jeu, que l’INO s’est fait connaître mondialement par la vente de ses miroirs à réflectivité variable (MRV). Les principaux fabricants de lasers à état solide ainsi que les grands laboratoires de recherche et développement utilisent aujourd’hui les MRV développés par nos spécialistes. Dans le cas de Q-PEAK, il s’agissait de repousser les limites de la technologie et de développer des MRV à large bande pour les lasers accordables Titane Saphir (Ti:Al2O3) pouvant atteindre une largeur de bande de 80 nm sans déformation majeure du profil de réflectivité.

  • Les MRV sont également utilisés dans les systèmes laser portables qui servent à la restauration d’objets ou d’artefacts de grande valeur
  • Les lasers Q-switched Nd :YAG avec MRV sont largement répandus dans les applications médicales dermatologiques et esthétiques
  • Laboratoire de fabrication des couches minces optiques
  • Chacun des MRV fabriqués à l’INO a ses propres spécificités afin de répondre aux besoins précis du client

Solution

Les MRV que nous avons mis au point pour notre client ont requis une toute nouvelle conception d'empilement de couches minces afin de procurer une haute réflectivité en fonction de la longueur d'onde au centre du MRV, tout en maintenant un bon antireflet en dehors du profil MRV. Les performances obtenues avec MRV furent supérieures à une cavité sans MRV.

De plus

Rappelons que les MRV de l’INO sont principalement utilisés dans les lasers à état solide à déclenchement (commutation du facteur de qualité) de type Nd:YAG et dans des lasers à gaz CO2–TEA. Ils servent ainsi de coupleurs de sortie dans ces lasers à résonateur instable.

L’ABC du MRV

Les miroirs à réflectivité variable (MRV) de l’INO sont fabriqués sur des substrats transparents avec un revêtement antireflet sur lesquels des couches diélectriques d’épaisseur profilée sont déposées au moyen de deux techniques d'évaporation sous vide. La première technique, exclusive et brevetée par l'INO, utilise un masque rotatif d'une géométrie particulière pour déposer une ou plusieurs couches minces d'épaisseur variable. Le masque tourne rapidement devant le substrat et le profil de réflectivité ainsi produit possède une symétrie de révolution. La seconde technique utilise un masque fixe permettant la fabrication de profil de réflectivité non symétrique pour satisfaire des milieux de gain à surface rectangulaire ou carrée.

Nos techniques de fabrication permettent de produire des profils de réflectivité circulaire ou non circulaire sur des substrats de SiO2, de Saphir et de ZnSe avec des diamètres de 10 mm jusqu'à 150 mm. Les profils de réflectivité peuvent être gaussiens, supergaussiens ou de toute autre représentation mathématique.

La demi-largeur du profil de réflectivité (Wn) peut être aussi petite que 0,7 mm et un MRV peut supporter des énergies supérieures à 12 J/cm2 pour des impulsions de 14 ns à 1064 nm.

Le MRV à l'œuvre

Un MRV peut être utilisé pour configurer un faisceau existant dans une forme différente, par exemple, passer d'un profil de réflectivité gaussien à supergaussien ou inversement. Cette mise en forme peut être effectuée en réflexion ou en transmission. Un MRV, doté d'une transmission maximale sur l'axe et inséré dans un résonateur laser, joue le rôle d'un apodiseur permettant, par exemple, de produire une oscillation en mode fondamental, mais sans induire de modulation par diffraction du profil du faisceau.

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