{"id":3817,"date":"2025-11-03T14:21:32","date_gmt":"2025-11-03T13:21:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/?p=3817"},"modified":"2025-11-04T09:08:25","modified_gmt":"2025-11-04T08:08:25","slug":"laser-a-colorant-pompe-par-onde-progressive-tw-ase","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/?p=3817","title":{"rendered":"LASER A COLORANT POMPE PAR ONDE PROGRESSIVE.\u00a0(TW ASE)"},"content":{"rendered":"

LASER A COLORANT POMPE PAR ONDE PROGRESSIVE.\u00a0(TW ASE)<\/i><\/span>
\n<\/b><\/h2>\n

Ce laser amplifie l’\u00e9mission spontan\u00e9e (ASE)\u00a0au moyen d’un pompage par onde progressive.
\nL’avantage de ce proc\u00e9d\u00e9 est de pouvoir raccourcir la dur\u00e9e d’\u00e9mission du laser \u00e0 colorant par rapport au laser pompe d’un facteur 10-15 fois<\/i><\/h3>\n

Le principe est le suivant : le faisceau pompe (laser TEA<\/b>\u00a0N2<\/b>\u00a02MW 500ps\u00a0PRA<\/b>) est diffract\u00e9 au moyen d’un r\u00e9seau de diffraction (type:GR25-0303 de 300 lignes\/mm) ce qui induit un retard de l’onde de pompe sur la cuvette de colorant et peut \u00eatre vu comme une onde progressive allant du point A au point B.
\nL’\u00e9mission laser se fait dans la m\u00eame direction que l’onde de pompe progressive avec une intensit\u00e9 10 fois plus forte que dans le sens contraire !<\/i><\/h3>\n<\/div><\/section>\n
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Le principe est le suivant : le milieu actif (colorant) est excit\u00e9 par une impulsion lumineuse br\u00e8ve, ici un laser TEAN2 de dur\u00e9e 500 ps, cr\u00e9ant une inversion de population n\u00e9cessaire \u00e0 l’\u00e9mission laser. L’onde de pompage progresse dans le milieu sous forme d’impulsion, et l’amplification de l’\u00e9mission spontan\u00e9e (ASE) se produit de mani\u00e8re progressive au fur et \u00e0 mesure que l’impulsion traverse le milieu amplificateur.<\/span><\/h4>\n

Cette m\u00e9thode d’amplification par onde progressive avec pompage impulsionnel permet de g\u00e9n\u00e9rer des impulsions laser beaucoup plus courtes que la dur\u00e9e du laser pompe par un facteur 10 \u00e0 15 environ. Ainsi, le laser \u00e0 colorant TW ASE est con\u00e7u pour produire des impulsions laser ultrabr\u00e8ves ( 8 ps) et intenses dans des applications scientifiques n\u00e9cessitant une haute r\u00e9solution temporelle.<\/span><\/h4>\n

\u200b<\/span><\/h4>\n<\/div><\/section><\/div>
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Mesure de la dur\u00e9e d’un pulse laser oxazine 725 Pour faire la mesure de la dur\u00e9e de pulse j’utilise un colorant (dye) qui \u00e9met dans l’infrarouge \u00e0 750-800nm pour pouvoir faire une mesure d’auto-corr\u00e9lation intensim\u00e9trique avec un d\u00e9tecteur \u00e0 diode GaP. J’envoie le pulse laser dans un interf\u00e9rom\u00e8tre de Michelson Le signal sur la photodiode se produit uniquement lors d’une absorption \u00e0 2 photons.<\/span><\/h3>\n

Principe<\/h3>\n

Vous envoyez vos impulsions dans un interf\u00e9rom\u00e8tre de Michelson ; les deux trains de pulses se recoupent temporellement avec un retard \u03c4 variable.<\/h3>\n

Le d\u00e9tecteur (ou le milieu) ne produit un signal utile que<\/strong> quand l\u2019intensit\u00e9 locale est suffisamment \u00e9lev\u00e9e pour provoquer une absorption \u00e0 deux photons (TPA)<\/strong> ou une excitation \u00e0 deux photons suivie d\u2019une fluorescence<\/strong>. Le signal mesur\u00e9 est donc proportionnel \u00e0 une int\u00e9grale du type \u222bI(t)\u2009I(t+\u03c4)\u2009dt\\int I(t)\\,I(t+\\tau)\\,\\mathrm{d}t<\/span>\u222b<\/span>I<\/span>(<\/span>t<\/span>)<\/span>I<\/span>(<\/span>t<\/span>+<\/span><\/span>\u03c4<\/span>)<\/span>d<\/span>t<\/span><\/span><\/span><\/span> (ou \u00e0 une puissance de l\u2019intensit\u00e9 pour l\u2019IAC \u2014 plus bas j\u2019explicite).<\/h3>\n

En balayant \u03c4 vous obtenez l\u2019autocorr\u00e9lation temporelle : l\u2019enveloppe du signal donne la largeur temporelle de l\u2019impulsion (apr\u00e8s d\u00e9conv. selon la forme d\u2019impulsion suppos\u00e9e).<\/h3>\n<\/div><\/section><\/div>\n
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3) Protocole exp\u00e9rimental pas-\u00e0-pas pour votre montage (Michelson + GaP TPA)<\/h2>\n
    \n
  1. \n

    Pr\u00e9parations et s\u00e9curit\u00e9<\/strong><\/h3>\n
      \n
    • \n

      V\u00e9rifiez l\u2019alignement optique et la protection oculaire (IR 750\u2013800 nm).<\/h3>\n<\/li>\n
    • \n

      Travaillez \u00e0 faible r\u00e9p\u00e9tition\/\u00e9nergie si possible pendant l\u2019alignement pour \u00e9viter photod\u00e9gradation du dye \/ saturation du d\u00e9tecteur.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
    • \n

      Pr\u00e9-alignement du Michelson<\/strong><\/h3>\n
        \n
      • \n

        Alignez les deux bras pour recouvrement spatial parfait<\/strong> au point de d\u00e9tection (m\u00eame spot, m\u00eames polarisations).<\/h3>\n<\/li>\n
      • \n

        R\u00e9glez la polarisation pour qu\u2019elle soit identique dans les deux bras (TPA d\u00e9pend de la polarisation si l\u2019\u00e9chantillon est anisotrope).<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • \n

        V\u00e9rifier la nature non-lin\u00e9aire (test puissance)<\/strong><\/h3>\n
          \n
        • \n

          Mesurez le signal SS<\/span>S<\/span><\/span><\/span><\/span> en fonction de la puissance incidente PP<\/span>P<\/span><\/span><\/span><\/span> (variez la puissance avec un att\u00e9nuateur) ; pour une TPA pure vous devez trouver S\u221dP2S\\propto P^2<\/span>S<\/span>\u221d<\/span><\/span>P<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> (pente \u2248 2 sur un log-log). Cela confirme l\u2019origine TPA\/TPEF du signal.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
        • \n

          Localiser le z\u00e9ro-retard<\/strong><\/h3>\n
            \n
          • \n

            Balayez le retard grossi\u00e8rement jusqu\u2019\u00e0 voir le maximum central d\u2019IAC (z\u00e9ro retard).<\/h3>\n<\/li>\n
          • \n

            Faites une mesure fine autour du z\u00e9ro pour enregistrer les franges.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
          • \n

            Acquisition<\/strong><\/h3>\n
              \n
            • \n

              Balayez \u03c4\\tau<\/span>\u03c4<\/span><\/span><\/span><\/span> sym\u00e9triquement autour de 0, en r\u00e9solution suffisante pour \u00e9chantillonner les franges (pas > \u03bb\/4).<\/h3>\n<\/li>\n
            • \n

              Int\u00e9gration\/temps d\u2019acquisition : adapter pour avoir bon S\/N sans saturer. Moyennage utile.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
            • \n

              Pr\u00e9-traitement des donn\u00e9es<\/strong><\/h3>\n
                \n
              • \n

                Retirer le fond (offset) et normaliser.<\/h3>\n<\/li>\n
              • \n

                Extraire l\u2019enveloppe<\/strong> : m\u00e9thode simple = calculer l\u2019enveloppe par d\u00e9modulation (Hilbert transform) ou d\u00e9tecter les maxima locaux des franges et interpoler l\u2019enveloppe. Un filtrage passe-bas (franges) peut aussi \u00eatre utilis\u00e9.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
              • \n

                Ajustement et extraction de la dur\u00e9e<\/strong><\/h3>\n
                  \n
                • \n

                  Ajuster l\u2019enveloppe par le mod\u00e8le choisi (gaussienne ou sech\u00b2).<\/h3>\n<\/li>\n
                • \n

                  Mesurer la FWHM de l\u2019enveloppe \u03c4AC\\tau_\\text{AC}<\/span>\u03c4<\/span>AC<\/span><\/span><\/span><\/span>\u200b<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>.<\/h3>\n<\/li>\n
                • \n

                  Appliquer le facteur de d\u00e9conv. correspondant :<\/h3>\n
                    \n
                  • \n

                    gaussien : \u03c4p=\u03c4AC\/2\\tau_p=\\tau_\\text{AC}\/\\sqrt{2}<\/span>\u03c4<\/span>p<\/span><\/span><\/span>\u200b<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>=<\/span><\/span>\u03c4<\/span>AC<\/span><\/span><\/span><\/span>\u200b<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>\/<\/span>2<\/span><\/span><\/span>\u200b<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>,<\/h3>\n<\/li>\n
                  • \n

                    sech\u00b2 : \u03c4p=\u03c4AC\/1,543\\tau_p=\\tau_\\text{AC}\/1{,}543<\/span>\u03c4<\/span>p<\/span><\/span><\/span>\u200b<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>=<\/span><\/span>\u03c4<\/span>AC<\/span><\/span><\/span><\/span>\u200b<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>\/1<\/span>,<\/span><\/span>543<\/span><\/span><\/span><\/span>.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
                  • \n

                    Estimer l\u2019incertitude via le bruit sur la mesure et la qualit\u00e9 du fit.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
                  • \n

                    V\u00e9rifications compl\u00e9mentaires<\/strong><\/h3>\n
                      \n
                    • \n

                      Confirmer la relation S\u221dP2S\\propto P^2<\/span>S<\/span>\u221d<\/span><\/span>P<\/span>2<\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> \u00e0 plusieurs retards.<\/h3>\n<\/li>\n
                    • \n

                      Varier une dispersion connue (placer une lame de verre) pour voir l\u2019\u00e9largissement \/ changement de franges (v\u00e9rif chirp).<\/h3>\n<\/li>\n
                    • \n

                      Si possible comparer \u00e0 une r\u00e9f\u00e9rence (pulse d\u00e9j\u00e0 caract\u00e9ris\u00e9) ou mesurer spectre et appliquer transform\u00e9e de Fourier pour une premi\u00e8re id\u00e9e (dur\u00e9e minimale TL).<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
                    • \n

                      Aspects pratiques (d\u00e9tecteur GaP & dye)<\/strong><\/h3>\n
                        \n
                      • \n

                        GaP<\/strong> : bande interdite fait que la photon unique \u00e0 750\u2013800 nm ne cr\u00e9e pas de courant \u2014 avantage pour faire ressortir la TPA. Mais v\u00e9rifiez le courant d\u2019obscurit\u00e9 et la r\u00e9ponse temporelle du d\u00e9tecteur (la bande passante doit \u00eatre suffisante pour la vitesse de modulation de votre balayage\/mesure).<\/h3>\n<\/li>\n
                      • \n

                        Dye TPEF<\/strong> : si vous utilisez fluorescence (TPEF) au lieu de TPA sur diode, filtrez l\u2019excitation (filtre coupe-bande) et collectez la fluorescence avec un PMT ou photodiode sensible ; attention \u00e0 la photoblanchiment du dye.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ol>\n<\/div><\/section>
                        \n
                        <\/div><\/div><\/div><\/p><\/div>\n
                        <\/div><\/div><\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":1,"featured_media":3822,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-3817","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-non-classe"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3817","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3817"}],"version-history":[{"count":21,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3817\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3855,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3817\/revisions\/3855"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/3822"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3817"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3817"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3817"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}