Combinaison cohérente de diodes laser de puissance

La combinaison cohérente de faisceaux laser consiste à les superposer de manière constructive en contrôlant leurs phases relatives, dans le but d'augmenter la puissance optique disponible dans un seul faisceau combiné : ainsi, la luminance de la source augmente. Dans le cas des diodes laser, cette architecture permet de dépasser les limites de puissance des émetteurs individuels monomodes transverses.

Plusieurs architectures sont possibles :

• les émetteurs partagent une même cavité externe
• les émetteurs amplifient en parallèle le faisceau d'une même source

Nous avons étudié ces deux architectures, avec des émetteurs individuels et en barrettes. Nous nous intéressons particulièrement au potentiel des émetteurs à section évasée, qui assurent la puissance optique la plus élevée dans un faisceau proche de la limite de diffraction.

Combinaison cohérente en cavité

Montage expérimental - mise en phase d’une barrette de cinq émetteurs à section évasée ; la superposition des faisceaux en face avant et dans la cavité est réalisée par un réseau diffractif de phase (DOE) - voir ref. 2

Combinaison cohérente d'amplificateurs

 Superposition cohérente de quatre amplificateurs individuels; le contrôle de la phase relative des émetteurs est assuré par l'intermédiaire du courant de section droite de chaque amplificateur, par un asservissent séquentiel de la puissance combinée.