Emission stimulee produite par un plasma cree par un laser

PHYSICS

Volume 32A, number 1

EMISSION

STIMULEE

PRODUITE

LETTERS

PAR

1 June 1970

UN PLASMA

CREE

PAR

UN LASER

J. L. BOBIN, G. BRIQUET, J. M. JEGO et A. TERNEAUD Commissariat a I’Energie B.P.

27,

Atomique, Centre 94 - Villeneuve-Saint-Georges,

d’Etudes de Limeil, France

Received 23 April 1970

Stimulated emission centered at 10 750 A is obtained from a laser created plasma. The laser beam is focussed in nitrogen at atmospheric pressure.

Nous avons &udiC l’kmission lumineuse d’un plasma c&k en focalisant le faisceau d’un laser (55 - 30 ns) dans differents gaz: argon, helium, azote, air dont on a fait varier la pression entre

0.2 et 2 atmospheres. Ce plasma est place entre deux-miroirs Ml et M2 dont les coefficients de reflexion sont respectivement de 20% et 100%. Ces dew miroirs forment une cavite resonnante dans l’axe de laquelle est placee une cellule photoelectrique ultra-rapide (TV = 500 ps) associee a un oscillographe OZ 100. Dans le cas de l’azote et de l’air et pour la pression atmospherique, les oscillogrammes montrent qu’une impulsion lumineuse tres courte (50 kW - 1 ns) se produit a l’instant du claquage. Cette impulsion existe en l’absence de cavite mais son intensite est six fois plus faible. 11y a done dans le plasma une amplification renforcee par la presence de la cavite. En utilisant un spectrographe [REOSC HB] assotie a un phtomultiplicateur place dans le plan du spectre nous avons pu Btablir que l’emission Btait centree sur 10 750 A qui est une raie de l’azote neutre. La largeur de la raie est de l’ordre de 1 b. L’emission est directive et la divergence du faisceau est de 10e2 radian. Deux methodes ont permis d’aboutir a ce resultat: une methode photographique oh l’on enregistre la repartition de lumiere au foyer d’un objectif et une methode photoelectrique qui consiste a deplacer la cellule photoelectrique suivant I’axe de la cavite: on constate alors que l’intensite de l’emission est constante. L’intensite de l’emission diminue quand on fait varier la longueur de la cavite laser de 6 a 12 mm ce qui est a attribuer a I’augmentation des pertes. De ces experiences il resulte que l’on observe une emission stimulee due a l’azote neutre (10 750 A).

I

t

Fig. 1. Spectre de 1’6mission obtenue. D’autre part l’intensite de cette emission stimulee passe par un maximum pour une pression de 1 atmosphere et un Bclairement de 3 x 1011 W/cm2, La presence de ce maximum est difficilement interpretable tant que I’on ne connaitra pas avec precision les caracteristiques du plasma au moment de sa formation. Mais il est a noter que cette emission stimulee se produit a un moment oii le plasma n’est vraisemblablement pas en equilibre thermodynamique. 51