MULTIPASS  SLAB  (MPS) Nd:YVO4  oscillator + 2 amplifier  laser

les lasers à structure multipass slab (MPS) (ou « laser à dalle multipasse ») sont un type d’architecture laser très performant, utilisé pour obtenir de fortes puissances de sortie tout en maintenant une bonne qualité de faisceau et une efficacité thermique élevée.

Un laser multipass slab utilise un cristal de gain en forme de dalle (slab), c’est-à-dire un parallélépipède mince et large, souvent en Nd:YAG, Yb:YAG ou Nd:Glass.

  • Le pompage est effectué latéralement (souvent des deux côtés) à l’aide de barres laser à diodes, dont la lumière est collimatée et injectée dans la dalle à travers des faces traitées avec un revêtement antireflet (AR).

  • Les faces opposées sont revêtues d’un miroir hautement réfléchissant (HR) afin de recycler la lumière de pompe non absorbée.

  • La lumière laser (le mode) traverse le cristal selon une trajectoire multipasse, de manière à croiser plusieurs fois la zone de gain (« gain sheet »), maximisant ainsi l’extraction de l’énergie stockée.

Avantages clés

  1. Gestion thermique efficace :

    • Le profil plat du cristal facilite la dissipation thermique perpendiculairement au faisceau.

    • Cela réduit les distorsions thermiques et maintient une bonne qualité de faisceau (M² faible).

  2. Grande puissance de sortie :

    • En multipliant les passes dans le milieu actif, on peut extraire efficacement la puissance de pompe, permettant des puissances continues ou impulsionnelles élevées.

  3. Bonne homogénéité de gain :

    • Les faisceaux multipasses balayent la zone de gain, ce qui moyenne les inhomogénéités locales de pompage.

  4. Compacité :

    • Le montage permet de réduire la longueur du résonateur, utile pour les systèmes compacts de forte puissance.

Défis techniques

  • Alignement complexe : chaque miroir et chaque face doivent être parfaitement positionnés pour assurer les bonnes trajectoires multipasses.

  • Gestion des contraintes thermomécaniques : le fort flux thermique peut engendrer des gradients de température et des contraintes dans le cristal.

  • Uniformité du pompage : obtenir un pompage homogène sur la largeur du slab est critique.

  •  Applications typiques

  • Lasers industriels haute puissance (usinage, découpe, soudage).

  • Amplificateurs pour systèmes lasers femtosecondes ou nanosecondes.

  • Lasers militaires et scientifiques nécessitant forte énergie et haute qualité de faisceau.

 Exemple représentatif (comme sur ton image)

Le schéma montre :

  • Des diodes de pompe sur les côtés.

  • Un cristal slab avec faces AR et HR.

  • Des miroirs multipasses permettant au mode laser de traverser plusieurs fois la zone de gain avant de sortir.

Cela correspond à un module de gain multipasse (MPS Gain Module) — une brique de base dans de nombreux lasers modernes haute puissance.