RAIES LASER DANS LES VAPEURS MÉTALLIQUES

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Submitted on 1 Jan 1969

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RAIES LASER DANS LES VAPEURS MÉTALLIQUES

Ph. Cahuzac, J. Brochard

To cite this version:

Ph. Cahuzac, J. Brochard. RAIES LASER DANS LES VAPEURS MÉTALLIQUES. Journal de

Physique Colloques, 1969, 30 (C1), pp.C1-81-C1-82. �10.1051/jphyscol:1969129�. �jpa-00213660�

JOURNAL

Colloque C 1, supplément au no 1, Tome 30, Janvier 1969, page C 1

8 1

RAIES LASER DANS LES VAPEURS MÉTALLIQUES (') PH. CAHUZAC

J. BROCHARD

Laboratoire Aimé Cotton, 91-Orsay

Résumk. - En utilisant une excitation par impulsions électriques,

raies laser infrarouges ont été observées dans les vapeurs de thulium, d'ytterbium et de samarium. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour une intensité de crête de ³⁵⁰ A et une largeur d'impulsion de

us.

Abstract.

Using electric pulse excitation, 28 infrared laser lines have been observed in thulium, ytterbium and samarium vapors. The best results are obtained with 350

peak current pulses of

psec width.

En utilisant une excitation par impulsions, nous avons observé des transitions laser infrarouges dans les vapeurs de thulium, d'ytterbium et, plus récem- ment, de samarium. Les techniques employées sont proches de celles déjà mises au point pour d'autres vapeurs métalliques notamment pour le manga- nèse [ I l [2].

Les conditions moyennes d'utilisation sont

350 A d'intensité de crête, 2 ps de largeur d'impulsion ; la fréquence est de l'ordre de 100 Hz. Aucun effet laser n'a été observé pour des intensités inférieures à 150 A.

Le corps à étudier est introduit dans le tube à décharge sous forme métallique ; on obtient une pres- sion convenable de vapeur saturante (10-2 à 10-' torr) par chauffage de ce tube à la température de sublima- tion correspondante [3]. 11 est nécessaire d'utiliser un gaz porteur, hélium, néon ou argon

une pression de l'ordre du torr pour ralentir la diffusion vers les extrémités froides du laser et conduire la décharge.

Le montage expérimental est schématisé sur la figure 1

le tube à décharge, en quartz ou en alumine, d'un diamètre intérieur de 7 mm est placé dans un four tubulaire permcttant un chauffage homogène sur une longueur d'environ 60 cm. Le signal, après passage dans un spectromètre à réseau de 2 m de distance focale qui permet la mesure précise des lon- gueurs d'onde, est détecté par cellule PbS ou Ge-Au selon le domaine spectral étudié.

Dans le cas du thulium l'effet laser commence à 800OC. Nous avons obscrvé (Fig. 2) 13 raies dans le proche infrarouge (pour cet élément seul le domaine spectral 1 p-3 p a été jusqu'ici exploré) ; 10 d'entre

DETCCTE".

+

I.R.

P- ^-/

A

- . PORTE F I L T R E

ANALOGIQUE P A S S E - B A S E I Y R E 6 I S T R C U R

elles, toutes du spectre

sont identifiées [4]. Les niveaux supérieurs appartiennent aux configurations f

ds et f

ps2 ; les niveaux inférieurs appartiennent aux configurations f

sp et f

ds2 [ 5 ] [6] ; ils sont métastables pour la plupart ce qui explique que l'on n'observe pas d'effet laser en décharge continue.

Pour la vapeur d'ytterbium l'effet laser commence à 500 OC ; 8 raies ont été obtenues dont les longueurs d'onde sont comprises entre 1,4 ^p et 4,8 p

deux d'entre elles semblent devoir être identifiées

des raies connues de l'ytterbium iZ [7]

Récemment nous avons appliqué la méthode au

( l ) a t t e Etudc a été

subventionnée

partie

la Direction samarium Pour lequel, à une température de 800 OC,

des Recherches et Moyens d'Essais. 7 transitions ont été observées ; la mesure précise de

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1969129

C l - 5 2

li observée dans I'air (A)

-

13040 f 50 13100+ 3 13 380 + ³

14340 + ³

14485 + ³

14996 + ³

16379 + ³

16 750 + ⁵⁰

19584 f 3 19 730 + ⁵⁰

19942 + ³

21 070 + ⁵⁰

23 850 + ⁵⁰

i mesurée dans I'air (A)

Thulium

Energie des niveaux, Réf. [4]

Supérieurs J Inférieurs J ^Intensité observée

-

faible faible forte faible moyenne forte forte forte très forte très faible moyenne très faible moyenne Ytterbium

1 observée dans l'air Intensité

(A) ^observée

faible très forte moyenne moyenne faible moyenne forte très forte

leurs longueurs d'onde, comprises entre 2 p et 4,9 p [21 PILTCH (M.) et GOULD (G.), Rev.

Instr., 1966, 37,

est en cours. 925.

Notre programme ultérieur comporte, outre la [31 TROMBE (F.1, CARO (P.) et BLAISE (M.), Rev. Hautes recherche de transitions laser dans l'europium, l'étude Temp. Réfract., 1965, 2, 1-24.

de la structure hyperfine des raies observées. ^[4] VERGES (J. L.) et CAMUS (P.), Revue Spectrochim.

paraître.

Bibliographie [5] CAMUS (P.),

paraître.

[l] PILTCH (M.), WALTER (W. T.), SOLIMÈNF.

[6) CAMUS (P.), J. Physique, 1966, 27, 717.

GOULD (G.) et BENNET (W. R.), Appl. Phys. [7] MEGGERS

F.),. J. Res. Nat. Bur. Stand, 71 A

Letters, 1965, 7, 309. (Phys. and Chem.), 1967, 6, 396-417.