FR3058584A1 - Laser component - Google Patents

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Abstract

Un composant laser est fourni, incluant un milieu laser (10) et un organe transparent de transmission de chaleur (20), dont l'un au moins est un oxyde. Les surfaces de liaison du milieu laser (10) et de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont exposées à un plasma d'oxygène, et ensuite les surfaces de liaison sont mises en contact sans chauffage. Le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont liés à des niveaux atomiques, leur résistance thermique est faible, et aucune contrainte résiduelle importante n'est générée du fait que la liaison a lieu à la température normale. Le processus d'exposition à un plasma d'oxygène garantit la transparence de leur interface de liaison. Le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont liés de manière stable par l'intermédiaire d'une couche amorphe.

Description

Titulaire(s) : INTER-UNIVERSITY RESEARCH INSTITUTE CORPORATION NATIONAL INSTITUTES OF NATURAL SCIENCES.
Mandataire(s) : CABINET BEAU DE LOMENIE.
164) LASER COMPONENT.
FR 3 058 584 - A1
16/) Un composant laser est fourni, incluant un milieu laser (10) et un organe transparent de transmission de chaleur (20), dont l'un au moins est un oxyde. Les surfaces de liaison du milieu laser (10) et de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont exposées à un plasma d'oxygène, et ensuite les surfaces de liaison sont mises en contact sans chauffage. Le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont liés à des niveaux atomiques, leur résistance thermique est faible, et aucune contrainte résiduelle importante n'est générée du fait que la liaison a lieu à la température normale. Le processus d'exposition à un plasma d'oxygène garantit la transparence de leur interface de liaison. Le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont liés de manière stable par l'intermédiaire d'une couche amorphe.
(ai)
(a2)
(83)
12,14,16
03) (j1) _10_
DOMAINE TECHNIQUE [0001] La présente description divulgue un composant laser dans lequel un milieu laser et un organe transparent de transmission de chaleur sont liés, un procédé de fabrication du composant laser, et un dispositif laser qui utilise le composant laser.
ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] On connaît un matériau solide qui émet de la lumière quand il est irradié avec un faisceau d'excitation. Par exemple, un matériau solide dopé avec un élément des terres rares comme Nd:YAG, Yb:YAG, Tm:YAG, Nd:YVO4, Yb:YVO4, Nd:(s-)FAP, Yb:(s-)FAP, Nd:verre et Yb:verre, ou un matériau solide dopé avec un élément de transition comme Cr:YAG et Ti:AI2O3 émet une forte lumière quand il est irradié avec le faisceau d'excitation. Ces types de matériaux solides peuvent être agencés dans un résonateur qui entre en résonance à une longueur d'onde particulière pour obtenir un résonateur laser.
On connaît aussi un matériau solide qui émet un faisceau laser de sortie quand il est irradié avec un faisceau d'excitation et un faisceau laser d'entrée, le faisceau laser de sortie étant amplifié par rapport au faisceau laser d'entrée. Quand ce type de matériau solide est utilisé, un amplificateur laser est obtenu. Dans la présente description, ces deux types de matériaux solides sont appelés matériaux à gain optique.
De plus, on connaît un matériau solide qui émet un faisceau laser de sortie avec une longueur d'onde différente de celle d'un faisceau laser d'entrée quand il est irradié avec le faisceau laser d'entrée. Quand ce type de matériau solide est utilisé, un convertisseur de longueur d'onde est obtenu. Dans la présente description, ce type de matériau solide est appelé matériau optique non linéaire.
Dans la présente description, le matériau à gain optique et le matériau optique non linéaire seront appelés collectivement milieu laser.
[0003] Le milieu laser en fonctionnement génère de la chaleur. En particulier le matériau à gain optique génère une grande quantité de chaleur du fait de ses défauts quantiques qui accompagnent l'excitation. Quand le milieu laser est surchauffé, le rendement de résonance est dégradé du fait de la distribution non uniforme des indices de réfraction dans le milieu laser, de l'effet de lentille thermique causé par la dilatation thermique, et aussi de problèmes liés à la biréfringence thermique causée par l'effet photoélastique, et le milieu laser est endommagé finalement du fait de la contrainte exercée sur lui. A cause de raisons comme ci-dessus, un refroidissement est essentiel dans un dispositif laser solide ou analogue qui utilise le matériau solide. En outre, pour empêcher la qualité de faisceau du faisceau laser d'être dégradée, le milieu laser ne doit pas simplement être refroidi mais encore des préventions sont nécessaires pour la formation d'un gauchissement et analogue à l'intérieur du milieu laser, et pour obtenir cette mesure, le refroidissement doit être réalisé de manière qu'une distribution de la température à l'intérieur du milieu laser soit uniformisée. Une technique de refroidissement est essentielle pour faciliter une émission de faisceau laser importante, et une technique configurée pour refroidir le milieu laser efficacement et avec une distribution de la température uniforme est nécessaire.
[0004] Le brevet U.S. n°. 5 796 766 décrit un composant laser muni d'une fonction pour refroidir un milieu laser. Dans cette technique, le milieu laser a une forme de disque circulaire, et il transmet la chaleur à un organe transparent de transmission de chaleur ayant de manière similaire une forme de disque circulaire. Dans la présente description, une surface plane du milieu laser en forme de disque circulaire sera appelée première surface d’extrémité, et une autre surface plane de celui-ci sera appelée seconde surface d'extrémité. Dans la technique du brevet U.S. n°. 5 796 766, un premier membre transmettant la chaleur en forme de disque circulaire est mis en contact avec la première surface d'extrémité du milieu laser en forme de disque circulaire, un second membre transmettant la chaleur en forme de disque circulaire est mis en contact avec la seconde surface d'extrémité du milieu laser en forme de disque circulaire, et le milieu laser est refroidi depuis la première et la seconde surface d'extrémité.
[0005] Le brevet U.S. n°. 5 796 766 décrit des procédés pour amener le milieu laser et le membre transmettant la chaleur à entrer en contact entre eux, incluant : (1) un procédé pour amener les deux membres en contact entre eux par une force mécanique (ce que le brevet U.S. n°. 5 796 766 décrit comme étant un contact optique), (2) un procédé d'adhésion des deux membres par un adhésif, (3) un procédé de fixation des deux membres par une résine époxyde, et (4) un procédé de liaison des deux membres par diffusion.
[0006] Il a été constaté d'après des études menées par les présents inventeurs que les procédés (1) à (3) mentionnés précédemment ne peuvent pas refroidir suffisamment le milieu laser du fait de la résistance thermique trop élevée entre le milieu laser et le membre transmettant la chaleur transparent. C'est à dire qu'il a été constaté que l'intensité du faisceau laser ne peut pas être augmentée à un niveau requis par les utilisateurs du dispositif laser du fait d'une surchauffe du milieu laser. Dans le cas de (1), du fait de la discontinuité de substances au niveau d'une interface, des phonons sont dispersés par cette interface discontinue. C'est à dire qu'il en résulte une augmentation de la résistance thermique, et ceci le rend incapable de fournir une solution essentielle. En outre, l'adhésif et la couche de résine époxyde en (2) et (3) créent une résistance thermique. De plus, ils posent de graves problèmes de dommages du fait de la dégradation de la résine lors d'un fonctionnement à grande puissance. Selon le procédé de (4), bien que la résistance thermique entre le milieu laser et le membre transmettant la chaleur puisse être réduite suffisamment, du fait qu'ils sont liés à une température élevée, une différence entre les coefficients de dilatation thermique du milieu laser et du membre transmettant la chaleur provoque une forte contrainte résiduelle qui agit sur le milieu laser lors d'un fonctionnement à la température ambiante. La contrainte résiduelle entraîne une distorsion optique dans le milieu laser qui dégrade la qualité du faisceau.
[0007] Au vu de ce qui précède, une technique de liaison à surfaces activées du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur a été développée, et celle-ci est décrite dans Hiroki TOGASHI, Création and Evaluation of Yb:YAG/Diamond Composite Structured Laser Using Normal Température Bonding, Master's Thesis, Chuo University (2013) (dans la suite 'TOGASHI). Dans TOGASHI, YAG qui est un type de milieu laser et le diamant qui est un type d'organe transparent de transmission de chaleur sont liés par liaison à surfaces activées. La liaison à surfaces activées peut être appelée liaison à la température ambiante ou liaison à la température normale car les membres sont mis en contact sans chauffage.
Dans cette description, liaison à surfaces activées désigne la projection d'un faisceau atomique de gaz inerte sur des surfaces de liaison des deux membres qui doivent être liés pour activer les surfaces de liaison, la mise en contact des surfaces de liaison activées l'une avec l'autre, et le fait d'amener les deux membres à se lier à leurs niveaux atomiques par des liaisons atomiques qui apparaissent sur les surfaces de liaison activées. Selon ce procédé de liaison à surfaces activées, la liaison peut être réalisée à la température normale, et les problèmes liés à une contrainte résiduelle n'apparaissent pas. De plus, la liaison qui se produit à des niveaux atomiques peut réduire suffisamment la résistance thermique entre les deux membres. D'autres références, Eiji HIGURASHI, Ken OKUMURA, Kaori NAKASUJI, et Tadatomo SUGA, Surface activated bonding of GaS and SiC wafers at room température for improved heat dissipation in high power semiconductor lasers, Japanese Journal of
Applied Physics, 54 030207 (2015) (dans la suite HIGURASHI et al) et Yoichi SATO, Akio IKESUE et Takunori TAIRA, Tailored Spectral Designing of Layer-by Layer Type Composite Nd^ScAUOn/Nd-.YaAlsOn Ceramics, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 13, n°. 3 May/June (2007) (dans la suite SATO et al), seront décrites plus tard.
RESUME [0008] Dans la technique de TOGASHI, si IYAG et le diamant pouvaient être liés dans un état satisfaisant par la liaison à surfaces activées conventionnelle, le milieu laser pourrait être refroidi efficacement et uniformément, et ce pourrait être une technique révolutionnaire permettant une émission à grande puissance par le dispositif laser. Toutefois, en réalité, une couche dégradée optiquement comme une couche colorée ou analogue est formée au niveau d'une interface de IYAG et du diamant qui sont liés au moyen de la liaison à surfaces activées conventionnelle. En outre, la fiabilité de la liaison de l'YAG et du diamant est faible, et une utilisation à long terme dégrade l'interface de liaison. Ces problèmes ne sont pas limités au cas où le milieu laser est un YAG. Quand le milieu laser est un oxyde, un défaut d'oxygène apparaît lors d'un processus d'activation de surfaces du fait d'éléments légers comme l'oxygène qui sont retirés, et on suppose que la couche dégradée optiquement comme la couche colorée ou analogue est formée du fait de ce défaut d'oxygène. La couche dégradée optiquement comme la couche colorée apparaît aussi au niveau de l'interface de liaison quand l'organe transparent de transmission de chaleur est constitué d'oxydes. Si l'un ou les deux parmi le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur sont des oxydes, leur liaison peut ne pas être durable, ou un phénomène dans lequel leurs surfaces de liaison deviennent colorées peut survenir avec la liaison à surfaces activées conventionnelle, et il est donc difficile de les lier tout en maintenant la transparence.
[0009] Des études menées par les présents inventeurs ont permis une émission à grande puissance, dont la valeur maximale dans un résonateur atteint plusieurs dizaines de MW (mégawatts), en utilisant un dispositif laser à puce d'une longueur de quelques mm. Dans les systèmes optiques généraux, une perte d'environ 1 % est admise. Cependant, quand leur puissance atteint plusieurs dizaines de MW, la perte de 1 % équivaudrait à l'absorption d'une puissance de plusieurs centaines de kW ; et des composants optiques dans ce système peuvent être endommagés. Une perte triviale conduit à de graves accidents avec un laser de grande intensité, de sorte qu'une perte ou absorption à un degré qui serait admissible en général n'est pas tolérable pour le dispositif laser à grande intensité. La couche colorée qui apparaît au niveau de l'interface de liaison de IVAG et du diamant dans la technique de TOGASHI est mince, toutefois, une telle couche colorée triviale entraîne une perte dans le faisceau laser à grande intensité, ce qui empêche le dispositif laser à puce d'atteindre une émission à grande puissance. La liaison à surfaces activées conventionnelle ne peut pas atteindre la transparence d'interface à un niveau nécessaire pour les composants lasers pour un dispositif laser à grande intensité.
[0010] En outre, quand le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur sont liés par liaison à surfaces activées, une liaison à surfaces activées entre des matériaux hétérogènes est réalisée. Quand l'un des membres ou les deux membres sont un oxyde, il devient difficile de lier par liaison à surfaces activées les matériaux hétérogènes. HIGURASHI et al. décrit une étude de cas de liaison à surfaces activées hétérogène qui lie GaAs, qui est un type de milieu laser, et SiC, qui est un type de membre transmettant la chaleur. Selon HIGURASHI et al. GaAs et SiC sont liés par liaison à surfaces activées dans un état dans lequel une couche amorphe est située entre GaAs et SiC. Quand la couche amorphe est disposée entre les deux membres, une fiabilité de la liaison peut être obtenue. Toutefois, quand l'un des deux membres ou les deux membres sont un oxyde, il devient difficile de réaliser de manière stable la liaison à surfaces activées des matériaux hétérogènes par l'intermédiaire de la couche amorphe même si le procédé de liaison à surfaces activées décrit dans HIGURASHI et al. est employé.
[0011] La présente description divulgue une technique qui emploie un oxyde pour au moins l'un d'un milieu laser et d'un membre transmettant la chaleur transparent, et qui apporte une solution à un problème par la technique de liaison à surfaces activées conventionnelle. La technique divulguée réalise une interface de liaison transparente qui peut être utilisée pour un dispositif laser à grande intensité.
En outre, la présente description divulgue un composant laser : qui a une faible résistance thermique entre un milieu laser et un membre transmettant la chaleur transparent, dont l'un au moins est un oxyde ; dans lequel une forte contrainte résiduelle n'agit pas sur le milieu laser après la liaison ; et qui a une grande transparence au niveau d'une interface entre le milieu laser et le membre transmettant la chaleur transparent, c'est à dire qu'un composant laser avec une faible perte qui est approprié pour un dispositif laser à grande intensité est divulgué ici. De plus, un procédé de fabrication de ce composant laser, et un dispositif laser utilisant ce composant laser sont divulgués.
En outre, la présente description divulgue un composant laser : qui a une faible résistance thermique entre un milieu laser et un membre transmettant la chaleur transparent, dont l'un au moins est un oxyde ; dans lequel une forte contrainte résiduelle n'agit pas sur le milieu laser après la liaison ; et dans lequel le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur sont liés de manière stable par l'intermédiaire d'une couche amorphe, c'est à dire qu'un composant laser capable de subir une utilisation à long terme avec un dispositif laser à grande intensité est divulgué ici. De plus, un procédé de fabrication de ce composant laser, et un dispositif laser utilisant ce composant laser sont divulgués.
[0012] (Procédé de fabrication d'un composant laser)
La présente description divulgue un nouveau procédé de fabrication d'un composant laser dans lequel un milieu laser et un organe transparent de transmission de chaleur sont liés, et au moins l'un du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est un oxyde. Le procédé comprend : l'exposition d'une surface de liaison du milieu laser et d'une surface de liaison de l'organe transparent de transmission de chaleur à un plasma d'oxygène ; la projection d'un faisceau atomique de gaz inerte sur les surfaces de liaison du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur sous vide après l'exposition ; et la liaison à surfaces activées des surfaces de liaison du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur par mise en contact des surfaces de liaison après la projection.
[0013] Dans une liaison à surfaces activées conventionnelle, il a été difficile de lier par liaison à surfaces activées le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur quand au moins l'un du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est un oxyde. Dans le procédé de fabrication mentionné précédemment, l'exposition des deux surfaces de liaison au plasma d'oxygène est réalisée avant la liaison à surfaces activées. En réalisant cette étape de prétraitement, le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur peuvent être liés par liaison à surfaces activées de manière appropriée et stable même si au moins l'un du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est un oxyde (par exemple, même si au moins l'un d'eux est un YAG). C'est à dire qu'en réalisant cette étape de prétraitement, il est possible d'empêcher la transparence d'une interface de liaison du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur d'être dégradée. De plus, en réalisant cette étape de prétraitement, le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur sont liés de manière stable par l'intermédiaire d'une couche amorphe, et la fiabilité de la liaison est ainsi améliorée.
[0014] (Composant laser dans lequel aucune couche colorée n'est observée)
Selon la technique divulguée ici, comme la liaison à surfaces activées peut être accomplie de manière appropriée même si l'un au moins du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est un oxyde, un composant laser dans lequel aucune couche ternie ou aucune couche colorée n'est observée à l'interface peut être obtenu. Le composant laser divulgué ici a une transparence fine ou claire à l'interface du milieu laser et du membre transmettant la chaleur transparent, c'est à dire qu'aucune couche ternie ou couche colorée n'est observée à l'interface. La présente description décrit collectivement le ternissement et la coloration comme étant une coloration.
Selon ce composant laser, il est possible d'empêcher le composant laser d'être endommagé du fait d'une perte optique à l'interface même si le composant laser est utilisé pour un dispositif laser à grande intensité.
[0015] (Composant laser utilisant une couche amorphe)
Selon la technique décrite ici, un composant laser comprenant un milieu laser et un membre transmettant la chaleur transparent, qui sont liés par la liaison à surfaces activées, dans lequel au moins l'un du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est un oxyde, et dans lequel le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur sont liés de manière stable par l'intermédiaire d'une couche amorphe, qui est transparent pour un faisceau d'excitation, peut être obtenu. Un faisceau laser à grande intensité peut traverser le milieu laser, la couche amorphe et l'organe transparent de transmission de chaleur sensiblement sans perte d'énergie. Selon ce composant laser, la fiabilité de la liaison est garantie même s'il est utilisé pour le dispositif laser à grande intensité et une utilisation à long terme devient possible. Par exemple, le milieu laser peut être un matériau à gain optique. Par exemple, le milieu laser peut être un matériau optique non linéaire.
Comme il a été trouvé que le composant laser dans lequel aucune couche colorée n'est observée et le composant laser dans lequel des matériaux hétérogènes sont liés par l'intermédiaire d'une couche amorphe comme mentionné précédemment peuvent être réalisés par l'exposition au plasma d'oxygène, d'autres procédés ont également été étudiés. A titre de résultat, il a été trouvé qu'un procédé qui réalise une liaison à surfaces activées après avoir nettoyé les surfaces de liaison en utilisant un gel est efficace également, et les composants lasers mentionnés précédemment peuvent être réalisés aussi par ce procédé.
[0016] Le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur peuvent être liés par liaison à surfaces activées directement. Des matériaux hétérogènes peuvent être liés par liaison à surfaces activées. La liaison à surfaces activées peut être accomplie après avoir disposé un film multicouche diélectrique sur l'un ou les deux parmi le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur et en particulier entre eux. Quand le film multicouche diélectrique est utilisé, une propriété de réflexion à l'interface du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur peut être ajustée. Par exemple, il devient possible d'ajuster à une propriété par laquelle un facteur de réflexion élevé est manifesté pour une longueur d'onde spécifique et un facteur de réflexion faible est manifesté pour d'autres longueurs d'onde. Quand le film multicouche diélectrique est destiné à être formé, un film constitué d'un matériau homogène comme surface de liaison de contrepartie (film homogène) peut être disposé sur une surface la plus externe du film multicouche diélectrique. Dans ce cas, le film multicouche diélectrique couvert par le film homogène et la surface de liaison de sa contrepartie peuvent être liés par liaison à surfaces activées homogène. Le film multicouche diélectrique et la surface de liaison de son membre formant contrepartie peuvent être liés par liaison à surfaces activées hétérogène sans le film homogène.
[0017] Quand une différence entre les indices de réfraction du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est égale ou supérieure à 9 %, une perte par réflexion à l'interface devient supérieure à 0,3 %, et l'utilisation du composant laser est limitée de ce fait. Dans un tel cas, il est préférable d'utiliser une couche intermédiaire ayant un indice de réfraction qui est proche d'une valeur médiane des indices de réfraction du milieu laser et du membre transmettant la chaleur transparent. C'est à dire qu'une couche intermédiaire qui établit des relations dans lesquelles une différence entre les indices de réfraction du milieu laser et de la couche intermédiaire est inférieure à 9 %, et une différence entre les indices de réfraction de la couche intermédiaire et de l'organe transparent de transmission de chaleur est aussi inférieure à 9 % est utilisée, et disposée en particulier entre le milieu laser et le membre transmettant la chaleur transparent. En agissant ainsi, un composant laser dont la perte à l'interface est inférieure à 0,3 % peut être obtenu. En particulier dans les cas où le milieu laser est YVO4 et l'organe transparent de transmission de chaleur est le diamant, cette technique d'utilisation de la couche intermédiaire est efficace.
[0018] Dans le cas de l'utilisation de la couche intermédiaire, le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur peuvent être liés par liaison à surfaces activées homogène en disposant des couches intermédiaires sur les surfaces de liaison du milieu laser et du membre transmettant la chaleur transparent. Deux niveaux de couches intermédiaires peuvent être prévus en configurant différemment la couche intermédiaire du côté du milieu laser et la couche intermédiaire du côté du membre transmettant la chaleur transparent. Si la différence entre les indices de réfraction du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est importante, deux niveaux de couches intermédiaires, à savoir une couche intermédiaire ayant l'indice de réfraction proche de celui du milieu laser et une couche intermédiaire ayant l'indice de réfraction proche de celui du membre transmettant la chaleur transparent, peuvent être utilisés ensemble. A titre d'alternative, une couche intermédiaire ou des couches intermédiaires peuvent être disposées sur l'une des surfaces de liaison du milieu laser et du membre transmettant la chaleur transparent, et ces membres peuvent être liés par liaison à surfaces activées hétérogène. Avant la formation de la couche intermédiaire, un film multicouche diélectrique peut être prévu. Dans les cas de la formation d'un ou plusieurs films sur l'un des membres et de la réalisation de la liaison ensuite, les un ou plusieurs films peuvent être disposés sur l'organe transparent de transmission de chaleur et le milieu laser est lié à celui-ci, ou bien les un ou plusieurs films peuvent être disposés sur le milieu laser et l'organe transparent de transmission de chaleur est lié à celui-ci. Dans les deux cas, des surfaces de liaison d'une excellente qualité peuvent être obtenues par prétraitement des surfaces de liaison par exposition de celles-ci au plasma d'oxygène et ensuite liaison de celles-ci. L'exposition au plasma d'oxygène peut être accomplie après avoir disposé la ou les couches intermédiaires, ou bien la ou les couches intermédiaires peuvent être formées après l'exposition au plasma d'oxygène.
[0019] Selon la technique divulguée ici, il est possible de fournir un composant laser dans lequel une pluralité de milieux lasers et une pluralité d'organes transparents de transmission de chaleur sont fournis, et la pluralité de milieux lasers et la pluralité d'organes transparents de transmission de chaleur sont agencées en série dans un ordre selon lequel les milieux lasers et les organes transparents de transmission de chaleur apparaissent de manière alternée. Ce type de composant laser est utile pour les résonateurs lasers, les amplificateurs lasers, et les convertisseurs de longueurs d'onde. Par exemple, une épaisseur de chaque milieu laser dans une direction de stratification peut être égale ou inférieure à un cinquième (1/5) d'un diamètre du milieu laser.
[0020] Dans le cas de l'agencement de la pluralité de milieux lasers en série, les mêmes milieux lasers peuvent être agencés, ou bien les milieux lasers peuvent être configurés différemment, en particulier comprendre différents types de milieux lasers. Par exemple, les milieux lasers peuvent comprendre un groupe de milieux lasers ayant un même élément formant centre luminescent et des matériaux de base différents, et le groupe de milieux lasers est agencé en série. Par exemple, les milieux lasers peuvent comprendre un groupe de milieux lasers ayant un même matériau de base et des éléments formant centre luminescent différents, et le groupe de milieux lasers est agencé en série. Par exemple, les milieux lasers peuvent comprendre un groupe de milieux lasers ayant des éléments formant centre luminescent différents et des matériaux de base différents, et le groupe de milieux lasers est agencé en série. Par exemple, les milieux lasers peuvent avoir des concentrations de dopant différentes, la concentration de dopant du milieu laser agencé au voisinage d'une face d'extrémité destinée à être exposée au faisceau d'excitation peut être inférieure à la concentration de dopant du milieu laser agencé à distance de la face d'extrémité. Par exemple, la concentration de dopant d'un milieu laser agencé sur un côté incident d'un faisceau d'excitation peut être fixée basse, et la concentration de dopant d'un milieu laser agencé sur un côté opposé peut être fixée élevée. Quand une relation dans laquelle une concentration de dopant est basse dans une position où une intensité du faisceau d'excitation est élevée et une concentration de dopant est élevée dans une position où l'intensité du faisceau d'excitation est basse est satisfaite, une différence dans l'émission de chaleur dépendant des positions peut être supprimée petite, et une survenue de surchauffe locale peut être supprimée. Cette structure est efficace pour les amplificateurs lasers. Quand des faisceaux d'excitation sont projetés sur un empilement de la pluralité de milieux lasers depuis les deux surfaces d'extrémité, la concentration de dopant dans des positions proches des faces d'extrémité devrait être faible, et la concentration de dopant dans des positions éloignées des faces d'extrémité devrait être élevée. Dans cet agencement, la concentration de dopant est faible dans une position dans laquelle l'intensité du faisceau d'excitation est élevée, et la concentration de dopant est élevée dans une position dans laquelle l'intensité du faisceau d'excitation est faible, de sorte que la différence de dégagement de chaleur dépendant des positions peut être supprimée.
[0021] Un convertisseur de longueurs d'onde dans lequel des matériaux optiques non linéaires ayant des épaisseurs différentes sont agencés en série est utile également. Un convertisseur de longueurs d'onde qui peut être utilisé avec plusieurs faisceaux laser d'entrée ayant des longueurs d'onde différentes peut être réalisé.
[0022] Un résonateur laser ou un amplificateur laser dans lequel des milieux lasers de différents types sont agencés en série est utile aussi. Par exemple, quand des matériaux à gain optique de différents types, qui ajoutent une substance formant centre luminescent commune dans différents types de matériaux de base, sont agencés en série, une longueur d'onde de résonance du résonateur laser peut être configurée sous forme d'une bande large comme décrit dans SATO et al. La technique de SATO et al. est limitée à une combinaison de deux types de matériaux à gain optique céramiques, cependant, la technique décrite ici n'est pas limitée aux matériaux céramiques, et un nombre de types n'est pas limité, et une structure dans laquelle des organes transparents de transmission de chaleur sont agencés entre des matériaux à gain optique pour réaliser un refroidissement peut être obtenue.
[0023] Dans les cas d'agencement en série de la pluralité de milieux lasers et de la pluralité de membres transmettant la chaleur transparents, il est préférable dans certains cas d'agencer les organes transparents de transmission de chaleur à des extrémités respectives d'un tel agencement en série. Dans un dispositif laser, une accumulation de champ électrique survient aisément au voisinage d'une interface entre un milieu laser et un espace du fait de leur discontinuité. Quand l'intensité du faisceau laser augmente, un degré d'accumulation de champ électrique devient plus élevé, et le milieu laser peut être endommagé par l'accumulation de champ électrique générée au voisinage de l'interface entre le milieu laser et l'espace. Ce problème devient prépondérant pour les cas où les milieux lasers sont amorphes ou en céramiques. Ceci est dû à ce que la présence de joints de grains crée des régions qui sont non uniformes de manière inhérente dans une distribution plane d'un champ électrique au voisinage de tels joints. De plus, même si les surfaces d'extrémité sont uniformisées par polissage ou analogue, les grains de cristaux et les joints de grains ont des vitesses de polissage différentes, et, en outre, la dureté devient aussi différente selon les orientations même pour un même type de grains de cristaux. Ainsi, par rapport à un matériau constitué par une région uniforme dans l'ensemble, en particulier par un cristal unique, une précision de surface des matériaux céramiques est inférieure. De ce fait, même si un revêtement pour atténuer l'accumulation de champ électrique qui peut survenir au niveau des surfaces d'extrémité est réalisé, la précision de surface inférieure de couches de bas de celui-ci a pour effet qu'une précision de surface de surfaces revêtues est inférieure également. De ce fait, un seuil de dommage optique de milieux lasers céramiques est réduit d'environ un chiffre par rapport à celui d'un cristal unique. Dans les cas où une valeur maximale dépasse plusieurs mégawatts, en particulier avec un laser à impulsions géant, un mode de défaillance de celui-ci est grave et peut sensiblement affecter les performances lasers. Ainsi, une capacité de résistance aux dommages optiques peut être augmentée par la liaison à surfaces activées d'un matériau uniforme, en particulier un monocristal transparent ou un cristal unique transparent, aux surfaces d'extrémité des milieux lasers céramiques. La disposition d'un revêtement sur les surfaces d'extrémité des monocristaux transparents ou d'un cristal unique transparent, c'est à dire au niveau des faces d'extrémité des membres transmettant la chaleur transparents, par exemple agencé aux extrémités de l'agencement en série, ou agencé au niveau des faces d'extrémité du milieu laser, augmente encore la capacité de résistance aux dommages. L'effet d'évacuation de la chaleur peut aussi être augmenté par la liaison d'organes transparents de transmission de chaleur aux surfaces d'extrémité de l'agencement en série et un dispositif laser de puissance à hautes performances est rendu possible dans l'ensemble.
Quand le milieu laser est en céramique, la liaison du matériau transparent de monocristaux ou d'un cristal unique aux deux faces d'extrémité du milieu laser céramique, en particulier chacun des organes transparents de transmission de chaleur agencés aux extrémités de l'agencement en série, est efficace pour augmenter la capacité de résistance aux dommages. Quand le milieu laser et le matériau transparent sont empilés de manière répétée et successive, la liaison des matériaux transparents aux deux faces d'extrémité de l'empilement est efficace pour augmenter la capacité de résistance aux dommages. Il est efficace également que le matériau transparent soit fait de monocristaux ou d'un cristal unique, et le matériau transparent a une conductivité thermique élevée.
Selon un aspect de la présente divulgation, chacun des milieux lasers peut être un matériau optique non linéaire, les milieux lasers comprennent un groupe de milieux lasers ayant des épaisseurs différentes, et le groupe de milieux lasers est agencé en série.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0024] Les figures l(al) à l(a3) - 101) à 103) montrent schématiquement différents modes de réalisation ;
les figures 2(1) - 2(5) montrent un composant laser d'un premier mode de réalisation et un procédé de fabrication de celui-ci ;
les figures 3(a) et 3(b) expliquent des composants lasers des second et troisième modes de réalisation ;
les figures 4(1) - 4(5) montrent un composant laser d'un quatrième mode de réalisation et un procédé de fabrication de celui-ci ;
les figures 5(a) et 5(b) expliquent des composants lasers de cinquième et sixième modes de réalisation ;
les figures 6(1) à 6(5) expliquent un composant laser d'un septième mode de réalisation et un procédé de fabrication de celui-ci ;
la figure 7 montre un dispositif laser d'un premier mode de réalisation ;
la figure 8 montre un dispositif laser d'un second mode de réalisation ;
la figure 9 montre un dispositif laser d'un troisième mode de réalisation ;
la figure 10 montre un dispositif laser d'un quatrième mode de réalisation ;
la figure 11 montre un dispositif laser d'un cinquième mode de réalisation ;
la figure 12 montre un dispositif laser d'un sixième mode de réalisation ;
la figure 13 montre un dispositif laser d'un septième mode de réalisation ;
la figure 14 montre un dispositif laser d'un huitième mode de réalisation ; et la figure 15 montre un dispositif laser d'un neuvième mode de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLEE [0025] Les figures 1 de (al) à (a3) - (jl) à (j3) montrent différents modes de réalisation. Les lettres dans la figure 1 montrent des types de modes de réalisation, et les chiffres montrent des ordres de traitement du procédé de fabrication. Les figures 1 de (al) à (a3) montrent une combinaison d'un milieu laser 10 et d'un organe transparent de transmission de chaleur 20 qui sont liés par liaison à surfaces activées hétérogène, et montrent un cas dans lequel une différence entre les indices de réfraction de ces membres est inférieure à 9 %. Dans ce cas, le milieu laser 10 et l'organe transparent de transmission de chaleur 20 peuvent être directement liés par liaison de surfaces hétérogène. Un signe de référence 30 dans la figure 1 de (al) à (jl) montre que les surfaces de liaison de ces membres sont exposées à un plasma d'oxygène. En ajoutant ce prétraitement, la transparence d'une interface après les avoir liés peut être maintenue à un niveau élevé. De plus, des combinaisons de matériaux qui ne peuvent pas être liés par liaison à surfaces activées sans réaliser ce prétraitement peuvent être liées par liaison à surfaces activées. Par exemple, bien qu'il soit difficile de lier par liaison à surfaces activées un YAG et du saphir de manière stable, un YAG et du saphir peuvent être liés de manière stable par liaison à surfaces activées hétérogène en réalisant le prétraitement. Quand la liaison à surfaces activées hétérogène est accomplie, une couche amorphe est formée à l'interface. Une couche amorphe est très mince, et sa représentation sera omise dans les dessins.
[0026] La projection d'un plasma d'oxygène est destinée à nettoyer les surfaces de liaison, et elle vise à obtenir un même effet qu'une projection de faisceau atomique de gaz inerte qui sera décrite dans la suite. De ce fait, dans une liaison à surfaces activées conventionnelle, la projection d'un plasma d'oxygène et la projection d'un faisceau atomique de gaz inerte n'ont pas été réalisées en combinaison. De plus, dans un processus d'activation de surfaces, l'oxygène doit être retiré d'une couche de surface la plus externe d'une face de liaison qui est stabilisée par liaison avec l'oxygène. C'est une supposition naturelle que l'oxygène ne sera pas retiré par l'utilisation du plasma d'oxygène, de sorte qu'un concept d'exposition à un plasma d'oxygène n'a jamais été envisagé. Selon les présentes études, il a été trouvé que la dégradation de la transparence à l'interface peut être empêchée et qu'une variété de matériaux pouvant être liés par liaison à surfaces activées peut être augmentée par addition de la projection d'un plasma d'oxygène avant la liaison à surfaces activées conventionnelle. De plus, dans le cas de la liaison hétérogène du milieu laser et du membre transmettant la chaleur transparent, ils se lient fermement par l'intermédiaire de la couche amorphe.
[0027] On notera qu'un signe de référence 40 dans les figures 1 de (a2) à 02) montre qu'un faisceau d'ions argon est projeté sur la surface de liaison du milieu laser 10 et la surface de liaison de l'organe transparent de transmission de chaleur 20, et les figures 1 de (a3) à (j3) montrent une structure stratifiée d'un composant laser dans laquelle le milieu laser 10 et l'organe transparent de transmission de chaleur 20 sont liés par liaison à surfaces activées. Comme mentionné précédemment, la représentation de la couche amorphe est omise. Un gaz inerte autre que l'argon peut être utilisé.
[0028] Les figures 1 de (bl) à (b3) montrent un mode de réalisation dans lequel un film multicouche diélectrique 22 est formé sur une surface de l'organe transparent de transmission de chaleur 20, l'exposition à un plasma d'oxygène est accomplie ensuite, et la liaison à surfaces activées hétérogène est accomplie ensuite. En utilisant le film multicouche diélectrique 22, une propriété de réflexion à l'interface de liaison peut être ajustée. Dans ce cas également, une couche amorphe qui n'est pas montrée est formée entre une surface supérieure du film multicouche diélectrique 22 et une surface inférieure du milieu laser 10.
[0029] Les figures 1 de (cl) à (c3) montrent un mode de réalisation dans lequel une couche intermédiaire 24 est formée sur la surface de l'organe transparent de transmission de chaleur 20, l'exposition à un plasma d'oxygène est accomplie ensuite, et la liaison à surfaces activées hétérogène est accomplie ensuite. Dans un cas où la différence entre les indices de réfraction du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est égale ou supérieure à 9 %, une perte à l'interface devient problématique. Dans un tel cas, il est préférable de produire la couche intermédiaire 24 avec un matériau ayant un indice de réfraction qui est proche d'une valeur médiane des indices de réfraction du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20, avec lequel une différence avec l'indice de réfraction du milieu laser 10 est inférieure à 9 % (de préférence inférieure à 6 %), et une différence avec l'indice de réfraction de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est également inférieure à 9 % (de préférence inférieure à 6 %). En maintenant la différence entre les indices de réfraction inférieure à 6 %, la perte à l'interface peut être supprimée à moins de 0,1 %. Si la différence entre les indices de réfraction du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est inférieure à 9 %, la perte à l'interface est inférieure à 0,3 %, et, comme le montrent les figures l(a), l(b), l(d), la couche intermédiaire 24 peut ne pas être prévue. Si la différence entre les indices de réfraction du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est 6 à 9 %, il est judicieux d'utiliser la couche intermédiaire 24 dont la différence d'indice de réfraction avec chacun des indices de réfraction du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est inférieure à 6 %. Quand une telle couche intermédiaire 24 est utilisée, la perte à l'interface peut être supprimée à moins de 0,1 %. Dans ce cas également, une couche amorphe qui n'est pas montrée est formée entre une surface supérieure de la couche intermédiaire 24 et la surface inférieure du milieu laser 10.
[0030] La couche intermédiaire 24 peut être formée après avoir exposé le milieu laser 10 et l'organe transparent de transmission de chaleur 20 au plasma d'oxygène et les avoir exposés en outre à un faisceau atomique de gaz inerte. Leur liaison à surfaces activées peut être réalisée dans un ordre de la projection à l'ion de gaz inerte, la formation de la couche intermédiaire 24, et la mise en contact du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 et l'application d'une pression sur ceux-ci.
[0031] Les figures l(dl) à (d3) montrent un mode de réalisation dans lequel un film 26 ayant une même composition que le milieu laser 10 (appelé dans la suite film homogène 26) est formé sur la surface de l'organe transparent de transmission de chaleur 20, après quoi l'exposition à un plasma d'oxygène est accomplie, et une liaison à surfaces activées homogène est accomplie ensuite.
[0032] Les figures l(el) à (e3) montrent un mode de réalisation dans lequel le film multicouche diélectrique 22, la couche intermédiaire 24 et le film homogène 26 sont formés sur la surface de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 dans cet ordre, après quoi l'exposition à un plasma d'oxygène est réalisée, et la liaison à surfaces activées homogène est réalisée ensuite. Le film multicouche diélectrique 22 peut être omis si la propriété de réflexion à l'interface n'est pas un problème. Si la différence entre les indices de réfraction du milieu laser 10 et de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est inférieure à 9 %, la couche intermédiaire 24 peut être omise. Si la liaison hétérogène peut être réalisée, le film homogène 26 peut être omis.
[0033] Les figures l(fl) à (f3), l(gl) à (g3), (hl) à (h3) et (il) à 03) montrent des cas dans lesquels un film multicouche diélectrique 12, une couche intermédiaire 14, un film homogène 16 ou une combinaison de ces couches est formée sur le milieu laser 10. Un même composant que celui montré dans la figure l(b3) peut être obtenu si le film multicouche diélectrique 12 est formé, un même composant que celui montré dans la figure l(c3) peut être obtenu si la couche intermédiaire 14 est formée, un même composant que celui montré dans la figure l(d3) peut être obtenu si le film homogène 16 est formé, et un même composant que celui montré dans la figure l(e3) peut être obtenu si le film multicouche diélectrique 12, la couche intermédiaire 14 et le film homogène 16 sont tous formés.
[0034] Les figures l(jl) à (j3) montrent un mode de réalisation dans lequel les couches intermédiaires 14, 24 sont formées respectivement sur le milieu laser 10 et l'organe transparent de transmission de chaleur 20. Les couches intermédiaires 14 et 24 peuvent avoir une même composition. Dans ce cas, les couches intermédiaires 14, 24 jouent le même rôle que les films homogènes 16, 26, et la liaison à surfaces activées homogène peut être accomplie. Les couches intermédiaires 14, 24 peuvent avoir des compositions différentes. Dans ce cas, la perte par réflexion devient inférieure à 0,3 % si les indices de réfraction varient dans un ordre du milieu laser 10, la première couche intermédiaire 14, la seconde couche intermédiaire 24 et l'organe transparent de transmission de chaleur 20, et les différences entre les indices de réfraction à leurs interfaces respectives sont inférieures à 9 %. La perte par réflexion inférieure à 0,1 % est obtenue si les différences entre les indices de réfraction aux interfaces respectives sont inférieures à 6 %. Dans ce cas, une couche amorphe qui n'est pas montrée est formée entre une surface inférieure de la première couche intermédiaire 14 et une surface supérieure de la seconde couche intermédiaire 24.
[0035] Si les couches intermédiaires 14, 24 ne jouent pas le rôle des films homogènes, un film homogène peut être formé sur une ou les deux couches intermédiaires 14, 24. En outre, en plus des couches intermédiaires 14, 24, l'un ou les deux films multicouches diélectriques 12, 22 peuvent être formés.
La technique décrite ici peut être appliquée à des composants lasers ayant une combinaison dYAG et de saphir, ou une combinaison d'YVCL}, d'une couche intermédiaire et de diamant, ou analogue.
MODES DE REALISATION [0036] (Premier mode de réalisation)
Les figures 2(1) à 2(5) montrent un mode de réalisation qui combine les figures l(b) et l(d), et dans lequel la couche intermédiaire 24 de la figure l(e) est omise. Le milieu laser 10 est un YAG (indice de réfraction = 1,82), et l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est du saphir (indice de réfraction = 1,75). Une différence entre les indices de réfraction de ces membres est 3,8 % (inférieure à 6 %), et ceci correspond à un cas où la couche intermédiaire 24 n'est pas nécessaire. Ici, la différence entre les indices de réfraction est calculée par une formule de (différence entre l'indice de réfraction plus élevé et l'indice de réfraction plus bas) divisée par (indice de réfraction plus élevé).
[0037] Dans ce mode de réalisation, le film multicouche diélectrique 22 est formé sur une surface d'un substrat en saphir qui est destiné à être l'organe transparent de transmission de chaleur 20, et un film mince en YAG qui est destiné être le film homogène 26 est formé sur une surface du film multicouche diélectrique 22. Ces films sont formés l'un et l'autre par pulvérisation cathodique. Ces échantillons sont exposés à un plasma d'oxygène 30 (figure 2(2)), et un environnement dans lequel ces échantillons sont placés est réglé pour être sous vide, un faisceau d'ions argon à grande vitesse 40 est projeté sur les surfaces de liaison de ces échantillons (figure 2(3)), et les surfaces de liaison après la projection mentionnée précédemment sont mises en contact et mises sous pression (figure 2(5)). La mise en contact des surfaces de liaison peut être réalisée sans chauffage, c'est à dire à la température ambiante. En agissant ainsi, le film homogène 26 et le milieu laser 10 sont liés par la liaison à surfaces activées homogène, et ils sont liés dans un état dans lequel une résistance thermique entre le milieu laser 10 et l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est faible. Dans la figure 2(1), les signes de référence 17 et 27 montrent des surfaces d'échantillons placées dans un environnement atmosphérique, et ce sont des surfaces stabilisées par liaison avec l'oxygène et analogue. Un signe de référence 30 montre la projection d'un plasma d'oxygène, et un signe de référence 40 montre la projection d'un faisceau d'ions argon à grande vitesse. Quand ces processus sont mis en œuvre, comme le montre la figure 2(4), des liaisons atomiques activées 19, 29 apparaissent sur les surfaces de liaison des matériaux, et les matériaux sont liés aux niveaux atomiques par ces liaisons atomiques qui sont liées entre elles. Comme le prétraitement de l'exposition à un plasma d'oxygène est réalisé, la surface de liaison de IVAG (milieu laser 10), qui est constitué d'oxyde, n'est pas transformée en ce qui concerne sa qualité par la liaison à surfaces activées, de sorte que la transparence d'une interface entre IVAG et le substrat en saphir ne se dégrade pas. De plus, comme la liaison à surfaces activées est accomplie à une température normale, aucune contrainte résiduelle importante n'agit sur IYAG (milieu laser 10).
[0038] (Second mode de réalisation)
La figure 3(a) montre un schéma du second mode de réalisation correspondant à la figure 2(1). Le milieu laser 10 est un YAG (indice de réfraction = 1,82), l'organe transparent de transmission de chaleur 20 est du diamant (indice de réfraction = 2,42), et une différence entre leurs indices de réfraction est 24,8 % (supérieure à 9 %), ce qui correspond à un cas où la couche intermédiaire 24 est nécessaire. La couche intermédiaire n'est pas limitée à une couche, et elle peut être constituée de plusieurs couches. Quand deux couches sont utilisées, une différence entre les indices de réfraction du milieu laser 10 et de la première couche intermédiaire, une différence entre les indices de réfraction de la première couche intermédiaire et de la seconde couche intermédiaire, et une différence entre les indices de réfraction de la seconde couche intermédiaire et de l'organe transparent de transmission de chaleur peuvent toutes être supprimées à moins de 9 %. Par exemple, quand du sulfa est utilisé pour la première couche intermédiaire et TiO2 est utilisé pour la seconde couche intermédiaire, la différence entre les indices de réfraction des membres adjacents peut être supprimée dans un intervalle d'environ 9 %, et une perte optique peut ainsi être supprimée. Dans ce cas, une couche amorphe qui n'est pas montrée est formée entre une surface supérieure de la couche intermédiaire 24 et une surface inférieure de lYAG 10, de sorte que la liaison entre eux est établie de manière stable. Le film multicouche diélectrique 22 peut être omis.
[0039] (Troisième mode de réalisation)
Comme le montre la figure 3(b), le film multicouche diélectrique
22, la couche intermédiaire 24 et le film homogène 26 peuvent tous être utilisés.
[0040] (Quatrième mode de réalisation)
Les figures 4(1) à 4(5) montrent un mode de réalisation dans lequel le film multicouche diélectrique 12 et le film homogène 16 sont prévus du côté du milieu laser 10. Le film multicouche diélectrique 12 correspond au film multicouche diélectrique 22 dans la figure 2 et le film homogène 16 correspond au film homogène 26 dans la figure 2. Un même effet que celui du cas des figures 2(1) à (5) peut être obtenu.
[0041] (Cinquième mode de réalisation)
La figure 5(a) montre un mode de réalisation dans lequel la couche intermédiaire 14 correspondant à la couche intermédiaire 24 dans la figure 3(a) est prévue du côté du milieu laser 10. Un même effet que celui du cas de la figure 3(a) peut être obtenu. Dans ce cas, une couche amorphe qui n'est pas montrée est formée entre une surface inférieure de la couche intermédiaire 14 et une surface supérieure de l'organe transparent de transmission de chaleur 20, de sorte que la liaison entre eux est établie de manière stable.
[0042] (Sixième mode de réalisation)
La figure 5(b) montre un mode de réalisation dans lequel le film multicouche diélectrique 12 correspondant au film multicouche diélectrique 22 dans la figure 3(b), la couche intermédiaire 14 correspondant à la couche intermédiaire 24 dans la figure 3(b) et le film homogène 16 correspondant au film homogène 26 dans la figure 3(b) sont prévus du côté du milieu laser 10. Un même effet que celui du cas de la figure 3(b) peut être obtenu.
[0043] (Septième mode de réalisation)
Les figures 6(1) à 6(5) montrent un mode de réalisation dans lequel la couche intermédiaire 14 est prévue sur la surface de liaison du milieu laser 10, et la couche intermédiaire 24 est prévue sur la surface de liaison de l'organe transparent de transmission de chaleur 20.
La couche intermédiaire 14 et la couche intermédiaire 24 peuvent aussi servir de films homogènes. A titre d'alternative, les couches intermédiaires 14 et 24 peuvent configurer une structure à deux couches de la couche intermédiaire qui atténue la différence entre les indices de réfraction par deux niveaux différents. Dans ce cas, une couche amorphe qui n'est pas montrée est formée entre la couche intermédiaire 14 et la couche intermédiaire 24, de sorte que la liaison entre elles est établie de manière stable.
[0044] Différents types de milieux lasers connus peuvent être utilisés. Par exemple, un oxyde avec un dopant des terres rares, un oxyde avec un dopant de métal de transition et un oxyde qui agit comme un centre coloré et analogues peuvent être utilisés comme matériau à gain optique. Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm et Yb peuvent être cités comme exemples de dopants terres rares destinés à être un centre luminescent. Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni et Cu peuvent être cités comme exemples de dopants métaux de transition destinés à être utilisés comme centre luminescent. Les matériaux à base de grenats comme YAG, YSAG, YGAG, YSGG, GGG, GSGG et LuAG, les matériaux fluorés comme YLF, LiSAF, LiCAF, MgF2 et CaF2, les matériaux à base de vanadates comme YVO4, GdVO4 et LuVO4, les matériaux à base d'apatite comme FAP, sFAP, VAP et sVAP, les matériaux à base d'alumine comme AI2C>3 et BeAI2O3, les matériaux à base de dioxydes ou de trioxydes comme Y2O3, Sc2O3 et Lu2O3, et les matériaux à base de tungstates comme KGW, KYW peuvent être cités comme exemples de types de matériaux de base. Le matériau de base peut être des monocristaux un cristal unique, un matériau amorphe ou un matériau céramique. De plus, ce peut être différents types de verres non cristallins. LN, LT, KTP, KTA, RTP, RTA, LBO, CLBO, CBO, BBO, BiBO, KBBF, BABF, le quartz cristallisé, COB, YCOB, GdCOB, GdYCOB, YAB, KDP, KD*P et ZGP peuvent être cités comme exemples de matériaux optiques non linéaires.
[0045] Le saphir, le diamant et YAG sans dopant peuvent être cités comme exemples de membres transmettant la chaleur transparents. Sic peut aussi être utilisé comme membre transmettant la chaleur transparent, toutefois sa transparence est insuffisante actuellement de sorte que son utilisation est limitée, comme sa disposition à l'extérieur d'un résonateur. PbCI2, Ta2O5, TiO2, HfO2, ZnS, ZnSe, NdO2 et ZrO2 peuvent être cités comme exemples de couches intermédiaires pour le diamant. AI2O3, Y2O3, La2O3, MgO, PbF2, SC2O3 et YAG peuvent être cités comme exemples de couches intermédiaires pour le saphir.
[0046] Dans la suite, des dispositifs lasers qui utilisent des composants lasers vont être décrits.
(Dispositif laser du premier mode de réalisation)
La figure 7 montre ce que l'on appelle un résonateur laser à puce. Un organe transparent de transmission de chaleur 20A est lié par liaison à surfaces activées à une surface d'extrémité gauche du milieu laser 10, et un organe transparent de transmission de chaleur 20B est lié par liaison à surfaces activées à une surface d'extrémité droite du milieu laser 10. Bien qu'ils ne soient pas montrés, des films multicouches diélectriques sont formés sur la surface d'extrémité gauche des organes transparents de transmission de chaleur 20A et la surface d'extrémité droite des organes transparents de transmission de chaleur 20B, et les propriétés de réflexion à leurs interfaces sont ajustées comme suit :
la surface d'extrémité gauche de l'organe transparent de transmission de chaleur 20A est non réfléchissante pour une longueur d'onde du faisceau d'excitation mais hautement réfléchissante pour une longueur d'onde du faisceau laser ;
la surface d'extrémité droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20A est non réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation et aussi non réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau laser ;
la surface d'extrémité gauche de l'organe transparent de transmission de chaleur 20B est non réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation et aussi non réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau laser ; et la surface d'extrémité droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20B est hautement réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation et partiellement réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau laser.
Dans ce mode de réalisation, un système de résonateur est inclus entre la surface d'extrémité gauche de l'organe transparent de transmission de chaleur 20A et la surface d'extrémité droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20B, et l'organe transparent de transmission de chaleur 20A et l'organe transparent de transmission de chaleur 20B sont agencés dans un résonateur dans ce système.
Quand le milieu laser 10 est fait de céramique, et les organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B sont faits d'un cristal unique ou sont amorphes, la capacité de résistance aux dommages du résonateur laser à puce est améliorée.
[0047] Par exemple, YAG, YVO4 ou (s-)FAP avec des additifs d'éléments formant centre luminescent peut être utilisé comme milieu laser 10, YAG sans additifs, le saphir ou le diamant peut être utilisé comme organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B. Si les différences entre les indices de réfraction entre le milieu laser 10 et les organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B sont inférieures à 9 %, la couche intermédiaire n'est pas nécessaire. Par exemple, si le milieu laser 10 est YAG ou (s-)FAP avec les additifs d'éléments formant centre luminescent, et si les organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B sont YAG sans additifs ou le saphir, la ou les couches intermédiaires ne sont pas nécessaires.
Si un milieu laser est YVO4 aves les additifs de substances formant centre luminescent, et si les organes transparents de transmission de chaleur sont en saphir, une différence entre les indices de réfraction devient 19 %, auquel cas l'utilisation de la ou des couches intermédiaires est préférable. Il est préférable d'utiliser un ou plusieurs types de sulfa, S1O2 et HfO ayant des indices de réfraction qui sont les valeurs médianes des indices de réfraction des membres mentionnés précédemment comme couche(s) intermédiaire(s).
Si le milieu laser est YVO4 avec les additifs de substances formant centre luminescent, et si les organes transparents de transmission de chaleur sont en diamant, il est préférable d'utiliser un ou plusieurs types de T1O2, ZnS et Ta2O3 ayant les indices de réfraction qui sont les valeurs médianes des indices de réfraction des membres mentionnés précédemment comme couche(s) intermédiaire(s).
[0048] Le film multicouche diélectrique peut être formé entre l'organe transparent de transmission de chaleur 20A et le milieu laser 10 et entre l'organe transparent de transmission de chaleur 20B et le milieu laser 10. Dans ce cas, un film homogène ayant le même matériau avec une surface de liaison de contrepartie peut être formé sur une surface la plus externe du film multicouche diélectrique pour réaliser la liaison à surfaces activées homogène, ou bien le film homogène peut ne pas être formé pour réaliser la liaison à surfaces activées hétérogène. Dans le dernier cas, une couche amorphe est formée aux interfaces de liaison et facilite ainsi la liaison.
Quand le faisceau d'excitation est projeté sur la surface d'extrémité gauche de l'organe transparent de transmission de chaleur 20A, ce résonateur laser à puce émet le faisceau laser depuis la surface d'extrémité droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20B. Il convient de noter que l'organe transparent de transmission de chaleur 20B sur un côté qui émet le faisceau laser peut être omis dans certains cas.
[0049] (Dispositif laser du second mode de réalisation)
Comme le montre la figure 8, un commutateur Q 10B peut être inséré entre le milieu laser 10A et l'organe transparent de transmission de chaleur 20B, et ces membres peuvent être liés par liaison à surfaces activées. Dans ce cas, la liaison à surfaces activées est accomplie en disposant un film multicouche diélectrique entre le commutateur Q 10B et l'organe transparent de transmission de chaleur 20B, et ce film multicouche diélectrique est ajusté pour présenter une propriété de réflexion d'être hautement réfléchissant pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation et est configuré pour réfléchir partiellement la longueur d'onde du faisceau laser. En outre, la liaison à surfaces activées est accomplie en disposant un film multicouche diélectrique entre le milieu laser 10A et l'organe transparent de transmission de chaleur 20A, et ce film multicouche diélectrique est ajusté pour présenter une propriété de réflexion d'être non réfléchissant pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation mais est configuré pour réfléchir la longueur d'onde du faisceau laser. Dans ce cas, les organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B sont situés à l'extérieur du système de résonateur laser. Les organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B peuvent être agencés à l'intérieur du système de résonateur laser comme le montre la figure 7, ou bien les organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B peuvent être agencés à l'extérieur du système de résonateur laser comme le montre la figure 8. Selon la technique décrite ici, une interface de liaison qui maintient sa transparence à un degré par lequel un laser de grande puissance peut entrer en résonance même si les organes transparents de transmission de chaleur sont agencés à l'intérieur du système de résonateur.
[0050] (Dispositif laser du troisième mode de réalisation)
Comme le montre la figure 9, l'organe transparent de transmission de chaleur 20C peut être inséré entre le milieu laser 10A et le commutateur Q 10B, et ces membres peuvent être liés par liaison à surfaces activées.
Il est préférable d'augmenter un diamètre des organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B, 20C pour qu'il soit plus grand que le diamètre du milieu laser 10A et du commutateur Q 10B.
Dans ce cas, une relation est établie, dans laquelle ces composants lasers liés en série sont logés dans un cylindre ayant un facteur de transmission thermique élevé, et les surfaces circonférentielles externes des organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20B, 20C sont en contact avec une surface circonférentielle interne du cylindre. La chaleur provenant du milieu laser 10A est transmise au cylindre par l'intermédiaire des organes transparents de transmission de chaleur 20A, 20C.
La chaleur provenant du commutateur Q 10B est transmise au cylindre par l'intermédiaire des organes transparents de transmission de chaleur 20C, 20B. Quand le cylindre est refroidi, le milieu laser 10A et le commutateur Q 10B sont refroidis aussi.
[0051] (Dispositif laser du quatrième mode de réalisation)
La figure 10 montre un résonateur laser qui permet une émission à grande puissance en agençant plusieurs séries du résonateur laser à puce de la figure 7 et en les connectant en série. Dans la description qui suit, si des phénomènes qui apparaissent dans les milieux lasers 10A, 10B ..., les milieux lasers 10 seront décrits en omettant les lettres ajoutées dans les signes de référence. La même chose s'applique aux organes transparents de transmission de chaleur 20. Dans le cas de la figure 10, un film multicouche diélectrique qui est non réfléchissant pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation mais hautement réfléchissant pour le faisceau laser est formé sur la surface d'extrémité gauche ou droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 qui est situé d'un côté le plus à gauche. Un film multicouche diélectrique qui est hautement réfléchissant pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation et qui réfléchit partiellement le faisceau laser est formé sur la surface d'extrémité gauche ou droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 qui est situé d'un côté le plus à droite. L'organe transparent de transmission de chaleur 20 du côté le plus à gauche et l'organe transparent de transmission de chaleur 20 du côté le plus à droite peuvent être agencés à l'intérieur ou à l'extérieur du système de résonateur, toutefois, les organes transparents de transmission de chaleur 20 restants situés entre eux sont agencés à l'intérieur du système de résonateur.
Une épaisseur de chaque milieu laser 10 est de préférence égale ou plus mince qu'un cinquième (1/5) du diamètre du milieu laser. Quand ils sont amincis à ce degré, la distribution de température suivant un trajet optique dans le milieu laser devient uniformisée, et la qualité du faisceau est sensiblement améliorée.
Des milieux lasers de différents types peuvent être agencés en série. Par exemple, quand plusieurs types de matériaux à gain optique qui ajoutent une substance formant centre de luminescence commune dans différents types de matériaux de base sont agencés en série, une longueur d'onde de résonance du résonateur laser peut être configurée sous forme d'une large bande comme décrit dans SATO et al. Plusieurs types de matériaux à gain optique avec des substances formant centre luminescent différentes peuvent être agencés en série. Par exemple, Tm:YAG, membre transmettant la chaleur transparent, Ho:YAG, et membre transmettant la chaleur transparent peuvent configurer une unité, et les plusieurs unités peuvent être agencées en série de manière répétée. De ce fait, un phénomène dans lequel une émission lumineuse provenant de Tm excite Ho peut être obtenu.
[0052] (Dispositif laser du cinquième mode de réalisation)
La figure 11 montre un mode de réalisation dans lequel un élément de modulation spatiale 60 est inséré dans le résonateur laser à puce à niveaux multiples de la figure 10. L'élément de modulation spatiale 60 contrôle un mode spatial du faisceau laser. Une ouverture dure ou une ouverture douce peut être insérée à la place de l'élément de modulation spatiale 60. L'élément de modulation spatiale 60 et analogues peuvent être liés par liaison à surfaces activées à leur matériau adjacent.
[0053] (Dispositif laser du sixième mode de réalisation)
La figure 12 montre un résonateur laser à impulsions qui insère un commutateur Q 62 dans le résonateur laser à puce à niveaux multiples de la figure 10. Un élément saturable, EO, AO, MO, ou un élément optique non linéaire peut être utilisé à la place du commutateur Q 62. Le commutateur Q 62 et analogues peuvent être liés par liaison à surfaces activées à leur matériau adjacent. De plus, dans le cas d'un élément absorbant saturable, il peut être divisé en une pluralité pour disperser l'accumulation de chaleur produite, et ils peuvent être liés dans un état dans lequel un organe transparent de transmission de chaleur est disposé entre ces éléments absorbants saturables divisés.
[0054] (Dispositif laser du septième mode de réalisation)
La figure 13 montre un résonateur laser à impulsions qui combine les figures 11 et 12.
[0055] (Dispositif laser du huitième mode de réalisation)
La figure 14 montre un amplificateur laser dans lequel des milieux à gain optique 10 et des organes transparents de transmission de chaleur 20 sont agencés en série selon un ordre dans lequel ils apparaissent de manière alternée. Les membres adjacents sont liés chacun par liaison à surfaces activées. Les interfaces respectives sont ajustées pour avoir l'une des propriétés de réflexion suivantes :
1) toutes les interfaces sont non réfléchissantes pour les longueurs d'onde du faisceau d'excitation et du faisceau laser. Si un YAG est utilisé comme milieux à gain optique 10 et si du saphir est utilisé comme organes transparents de transmission de chaleur 20, ils peuvent être liés par liaison à surfaces activées hétérogène. Quand YAG et le saphir sont liés par liaison à surfaces activées, le facteur de réflexion à leur interface de liaison devient 0,1 % ou moins, et il n'est pas nécessaire de prévoir un revêtement non réfléchissant par le film multicouche diélectrique ou la couche intermédiaire. De plus, YAG et le saphir contiennent l'un et l'autre AI2O3, ce qui supprime encore la nécessité du film homogène ;
2) l'une des interfaces gauche et droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 qui est du côté le plus à droite est hautement réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation mais non réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau laser, et toutes les interfaces restantes sont non réfléchissantes pour la longueur d'onde du faisceau d'excitation et celle du faisceau laser ; et
3) dans les 1) et 2) ci-dessus, l'une des interfaces gauche et droite de l'organe transparent de transmission de chaleur 20 qui est du côté le plus à gauche est non réfléchissante pour le faisceau d'excitation mais hautement réfléchissante pour la longueur d'onde du faisceau laser.
Dans ce dispositif, la surface d'extrémité gauche est irradiée avec le faisceau d'excitation, et le faisceau laser entrant est introduit depuis la surface d'extrémité droite. En agissant ainsi, un faisceau laser est émis depuis la surface d'extrémité droite. Le faisceau laser émis a une intensité plus élevée ou amplifiée par rapport à celle du faisceau laser entrant.
Dans ce mode de réalisation, la concentration de dopant de l'élément formant centre luminescent dans les milieux à gain optique 10 du côté gauche, où le fort rayonnement du faisceau d'excitation est réalisé, est fixée basse, et la concentration de dopant de l'élément formant centre luminescent dans les milieux à gain optique 10 du côté droit, ou le faisceau d'excitation s'atténue, est fixée élevée. De ce fait, le faisceau d'excitation n'est pas absorbé de manière drastique dans des zones localisées, et un ajustement peut être fait pour uniformiser l'absorption sur toute une zone d'excitation. Les températures à l'intérieur du dispositif laser peuvent être uniformisées, et une surchauffe locale peut être empêchée. A titre d'alternative, des parties au voisinage des extrémités respectives et une partie centrale d'une connexion en série peuvent être distinguées, et la concentration de dopant de l'élément formant centre luminescent dans les parties au voisinage des extrémités respectives peut être fixée basse, et la concentration de dopant de l'élément formant centre luminescent dans la partie centrale peut être fixée élevée. Cet agencement est utile quand des faisceaux d'excitation sont projetés sur les deux faces d'extrémité de la connexion en série.
Un laser à puce, un laser à fibre, un laser à barreau et un laser à disque peuvent être cités comme exemples de sources lumineuses pour l'amplificateur.
Dans un dispositif qui agence une pluralité de milieux lasers homogènes en série et qui les utilise pour l'amplification, le taux d'amplification peut être augmenté. A titre d'alternative à celui-ci, un amplificateur laser avec différents types de milieux lasers agencés en série à l'intérieur est utile aussi. Si une gamme de longueurs d'onde d'un faisceau laser entrant est large, l'utilisation des plusieurs types de milieux lasers permet l'amplification de toute la gamme de longueurs d'onde du faisceau laser entrant. Dans tous les cas ci-dessus, une surchauffe des milieux lasers peut être empêchée du fait que chaque milieu laser est refroidi depuis ses deux surfaces latérales.
[0056] (Dispositif laser du neuvième mode de réalisation)
Comme le montre la figure 15, un convertisseur de longueur d'onde peut être constitué par la structure de la figure 14. Dans ce cas, des éléments optiques non linéaires sont utilisés comme milieux lasers 10 à la place des milieux à gain optique. Dans ce cas, les épaisseurs des éléments optiques non linéaires peuvent être amenées à varier, et de tels éléments optiques non linéaires peuvent être agencés en série. En agissant ainsi, le faisceau laser entrant peut être converti en un faisceau laser avec de grandes largeurs de longueurs d'onde. A titre d'alternative, une conversion en un faisceau laser ayant une pluralité de longueurs d'onde indépendantes peut être rendue possible.
Un convertisseur de longueurs d'onde peut être réalisé au moyen de la structure de la figure 7. Une connexion en série qui lie une pluralité de matériaux optiques non linéaires avec des épaisseurs différentes peut être utilisée comme milieu laser 10 de la figure 7.
De plus, la liaison peut être accomplie de sorte que la direction de polarisation non linéaire est inversée selon une longueur de cohérence d'une longueur d'onde ciblée, ou de sorte qu'un quasi-accord de phase est réalisé, dans lequel des haltes temporelles sont répétées. Dans le quasiaccord de phases, une structure à fluctuation pour élargir la gamme ou contrôler une relation de phase peut être incorporée.
[0057] Comme profil de résonateur, un résonateur à plaques parallèles est approprié pour une émission à grande puissance qu'un résonateur stable. Les figures 7 à 13 montrent des résonateurs à plaques parallèles. La zone d'excitation doit être élargie pour augmenter encore la puissance émise, toutefois, la technique conventionnelle avait des difficultés dans l'élargissement de la zone d'excitation du fait d'un gain insuffisant. Le résonateur laser divulgué ici est capable d'élargir la zone d'excitation, car sa transparence est élevée et la surchauffe est moins susceptible de survenir. Un résonateur à cavité instable peut être construit en utilisant cette caractéristique. La technique décrite ici permet de faciliter le résonateur à cavité instable.
La technique qui réalise l'exposition à un plasma d'oxygène avant la liaison à surfaces activées est spécialement efficace pour lier le milieu laser et le membre transmettant la chaleur transparent, toutefois, elle n'est pas limitée à ceci. Par exemple, elle est efficace également dans les cas de liaison d'un milieu laser constitué d'oxyde à un membre transmettant la chaleur non transparent (puits thermique métallique comme Cu ou CuW). Dans ce cas, le film multicouche diélectrique est formé sur la surface du milieu laser pour l'ajuster pour présenter une propriété de réflexion totale. Un film d'alumine, ou un film métallique comme Au, AuSn est formé sur une surface la plus externe du film multicouche diélectrique. Ces milieu laser et puits thermique métallique sont exposés au plasma d'oxygène, et ensuite sont liés par liaison à surfaces activées. De ce fait, la résistance thermique entre le milieu laser et le puits thermique métallique est maintenue basse, et la fiabilité de la liaison est améliorée.
De plus, le prétraitement d'exposition au plasma d'oxygène peut être remplacé par un autre processus de nettoyage, qui est un processus de nettoyage avec moins de dommages.
La technique décrite ici est particulièrement efficace dans les cas où au moins l'un du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur est un oxyde, cependant, elle n'est pas limitée à ceux-ci, et elle est efficace aussi pour les cas où au moins l'un du milieu laser et de l'organe transparent de transmission de chaleur contient un élément léger. En particulier, dans les cas où l'élément léger inclus dans les première à troisième périodes du tableau périodique est contenu, la transparence et la stabilité de la surface de liaison peuvent être améliorées en soumettant le membre contenant à l'exposition à un plasma d'oxygène pour le prélavage.
[0058] Des exemples spécifiques de la présente invention ont été décrits en détail, cependant, ceux-ci ne sont que des indications constituant des exemples de sorte qu'ils ne limitent pas le cadre des revendications. Par exemple, les milieux lasers et les organes transparents de transmission de chaleur apparaissent de manière alternée dans les modes de réalisation, cependant, il y a des cas où les milieux lasers apparaissent de manière consécutive au niveau de parties dans l'agencement en série. Dans un tel cas, les milieux lasers consécutifs peuvent être considérés collectivement comme un milieu laser. Ainsi, ceci est également en accord avec la règle selon laquelle les milieux lasers et les organes transparents de transmission de chaleur apparaissent de manière alternée.
La technique décrite dans les revendications inclut des modifications et des variantes des exemples spécifiques présentés cidessus. Les caractéristiques techniques décrites dans la description et les dessins peuvent être utiles techniquement seules ou dans différentes combinaisons, et ne sont pas limitées aux combinaisons telles que revendiquées initialement. De plus, la technique décrite dans la description et les dessins peut atteindre simultanément une pluralité d'objectifs, et son importance technique réside dans le fait d'atteindre l'un quelconque de tels objectifs.

Claims (21)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d'un composant laser qui lie un milieu laser (10) et un organe transparent de transmission de chaleur (20), caractérisé en ce qu'au moins l'un du milieu laser (10) et de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) est un oxyde, le procédé comprenant :
    l'exposition d'une surface de liaison du milieu laser (10) et d'une surface de liaison de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) à un plasma d'oxygène ;
    la projection d'un faisceau atomique de gaz inerte sur les deux surfaces de liaison sous vide après l'exposition ; et la mise en contact des surfaces de liaison après la projection.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, où les surfaces de liaison sont mises en contact sans chauffage.
  3. 3. Composant laser caractérisé en ce qu'il comprend un milieu laser (10) et un organe transparent de transmission de chaleur (20), où au moins l'un du milieu laser (10) et de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) est un oxyde, le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20) sont liés par l'intermédiaire d'une couche amorphe, et la couche amorphe est transparente à un faisceau d'excitation.
  4. 4. Composant laser selon la revendication 3, où le milieu laser (10) est un matériau à gain optique.
  5. 5. Composant laser selon la revendication 3, où le milieu laser (10) est un matériau optique non linéaire.
  6. 6. Composant laser selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, comprenant en outre :
    un film multicouche diélectrique (22) disposé entre le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20).
  7. 7. Composant laser selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, comprenant en outre :
    une couche intermédiaire (24) disposée entre le milieu laser (10) et l'organe transparent de transmission de chaleur (20), où une différence entre les indices de réfraction du milieu laser (10) et de la couche intermédiaire (24) est inférieure à 9 %, une différence entre les indices de réfraction de la couche intermédiaire (24) et de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) est inférieure à 9 %, et une différence entre les indices de réfraction du milieu laser (10) et de l'organe transparent de transmission de chaleur (20) est égale ou supérieure à 9 %.
  8. 8. Composant laser selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, où une pluralité de milieux lasers (10) et une pluralité d'organes transparents de transmission de chaleur (20) sont prévues, et la pluralité de milieux lasers (10) et la pluralité d'organes transparents de transmission de chaleur(20) sont agencées en série dans un ordre par lequel les milieux lasers (10) et les organes transparents de transmission de chaleur(20) apparaissent de manière alternée.
  9. 9. Composant laser selon la revendication 8, où une épaisseur de chaque milieu laser (10) dans une direction de stratification est égale ou inférieure à un cinquième (1/5) d'un diamètre du milieu laser (10).
  10. 10. Composant laser selon l'une quelconque des revendications
    8 et 9, où les milieux lasers (10) comprennent différents types de milieux lasers, et les milieux lasers (10) de différents types sont agencés en série.
  11. 11. Composant laser selon la revendication 10, où les milieux lasers (10) comprennent un groupe de milieux lasers ayant un même élément formant centre luminescent et des matériaux de base différents, et le groupe de milieux lasers est agencé en série.
  12. 12. Composant laser selon la revendication 10, où les milieux lasers (10) comprennent un groupe de milieux lasers ayant un même matériau de base et des éléments formant centre luminescent différents, et le groupe de milieux lasers est agencé en série.
  13. 13. Composant laser selon la revendication 10, où les milieux lasers (10) comprennent un groupe de milieux lasers ayant des éléments formant centre luminescent différents et des matériaux de base différents, et le groupe de milieux lasers est agencé en série.
  14. 14. Composant laser selon l'une quelconque des revendications
    8 à 13, où les milieux lasers (10) ont des concentrations de dopant différentes, la concentration de dopant du milieu laser agencé au voisinage d'une face d'extrémité destinée à être exposée au faisceau d'excitation est inférieure à la concentration de dopant du milieu laser agencé à distance de la face d’extrémité.
  15. 15. Composant laser selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, à condition que la revendication 8 ne dépende pas de la revendication 4, où chacun des milieux lasers (10) est un matériau optique non linéaire, les milieux lasers comprennent un groupe de milieux lasers ayant des épaisseurs différentes, et le groupe de milieux lasers est agencé en série.
  16. 16. Composant laser selon l'une quelconque des revendications
    8 à 15, où les organes transparents de transmission de chaleur(20) sont agencés à des extrémités respectives d'un agencement en série.
  17. 17. Composant laser selon la revendication 16, où chacun des organes transparents de transmission de chaleur(20) agencés à des extrémités de l'agencement en série est fait d'un cristal unique, et les milieux lasers (10) sont faits de céramique.
  18. 18. Composant laser selon la revendication 17, où les faces d'extrémité des organes transparents de transmission de chaleur(20) agencés à des extrémités de l'agencement en série sont revêtues.
    5
  19. 19. Composant laser selon l'une quelconque des revendications
    3 à 18, où le milieu laser (10) est fait de céramique, et l'organe transparent de transmission de chaleur est fait d'un cristal unique (20).
    10
  20. 20. Composant laser selon l'une quelconque des revendications
    16 à 19, où les organes transparents de transmission de chaleur (20) sont agencés au niveau des deux faces d'extrémité du milieu laser.
    15
  21. 21. Composant laser selon la revendication 20, où les faces d'extrémité des organes transparents de transmission de chaleur (20) agencés au niveau des faces d'extrémité du milieu laser (10) sont revêtues.
    1/9
    12,14,16
    CO
    O o CM
    CD CM CM CM
    X)-
    CO
    CO
    O
    CM
    O
    LL
    2/9 to
    CO CM O CM CN CM
    U7 ns CO CM O
    CM CM CM
    O CO CM O st CM CM CM
    CM
    O oo
    V4-2
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