Exercices

Caractéristique d'un faisceau laser


Soit une cavité hémiconfocale de longueur effective \(d\), comportant deux miroirs, l'un plan et l'autre de rayon de courbure \(R=2d\).

Question:

Montrez que cette cavité est stable.

Solution:

La condition de stabilité pour une cavité à deux miroirs est: \[0\lt g_1g_2\lt 1\] avec ici \(g_1=1-\frac d{R_{plan}}; g_2=1-\frac dR\)

La condition devient donc \(d\lt R\) ce qui est toujours vérifié car \(R=2d\).

Question:

Déterminez les caractéristiques géométriques du faisceau laser dans la cavité (waists sur les miroirs, longueur de Rayleigh, divergence)

Solution:

\[R=2d=d\left(1+\frac{Z_R^2}{d^2}\right)\] puisque le rayon du front d'onde doit être égal au rayon de courbure du miroir sur celui ci.

Par suite \(Z_R = d = \pi\frac{w_0^2}\lambda\); \(w_0=\sqrt{\lambda\frac d \pi}\) et \(\theta=\frac\lambda{\pi w_0}\)