Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1789-1796 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:0197700120110178900

Un laser de grande puissance à milieu gazeux : le laser à iode

J.C. Guyot¹, J.C. Farcy¹ et H. Guillet<sup>2

1</sup>  Division Lasers, Laboratoires de Marcoussis, Centre de Recherches de la C. G. E., Route de Nozay, 91460 Marcoussis, France
²  Compagnie Industrielle des Lasers, route de Nozay, 91460 Marcoussis, France

Abstract
The iodine laser (λ = 1.315 μ) uses flash photolysis of alkali-iodides as usual means of creating a population inversion. Through addition of foreign gas (Ar, CO2), the stimulated emission cross section can be adjusted to values (2 to 5 × 10-19 cm2) that allows to store energy densities of about 5 J/cm 2. Taking into account intra-levels relaxation time constants, the energy extraction efficiency is between 67 % and less than 33 %. The ability to produce short pulses (< 200 ps), to suppress parasitic energies and to generate good optical quality beams allows the iodine laser to be a suitable tool for light-matter interaction experiments. A power output of 1 TW (500 J - 500 ps) has recently been obtained which puts this laser on the same level as other high-power lasers such as neodymium-doped glass and CO 2 lasers.

Résumé
Le laser à iode, qui émet à 1,315 μ, utilise habituellement la photolyse de composés iodés par rayonnement U. V. comme mécanisme de pompage. Par adjonction de gaz additifs (Ar, CO2), on peut ajuster sa section efficace d'émission stimulée à des valeurs (2 à 5 x 10-19 cm2) qui permettent de stocker des densités d'énergie d'environ 5 J/cm2. Compte tenu des temps de relaxation entre les différents niveaux d'énergie, les rendements d'extraction d'énergie peuvent varier entre 67 % et moins de 33 %. La possibilité d'obtenir des impulsions courtes ( < 200 ps), de supprimer les énergies parasites et de produire des faisceaux de bonne qualité optique font du laser à iode un instrument certainement bien adapté aux expériences d'interaction lumière-matière. La puissance de 1 TW (500 J en 500 ps) récemment obtenue le range parmi les lasers de grande puissance tels le laser à verre dopé au néodyme et le laser à CO2.

PACS
4255K - Chemical lasers.
4320C - Gas lasers.

Key words
chemical lasers -- iodine -- high power gas laser -- flash photolysis -- population inversion -- addition of foreign gas -- relaxation time constants -- energy extraction efficiency -- short pulses -- optical quality -- power output -- I sub 2 laser -- stimulated emission cross section -- energy density storage