Abstract FR:

Le travail presente dans cette these concerne l'etude de sources laser accordables a cristaux vibroniques (alexandrite et saphir dope titane) destinees a equiper des lidars a absorption differentielle (dial) embarques sur avion et, a plus long terme, sur satellite pour la mesure de la concentration de la vapeur d'eau dans la troposphere. Ces sources doivent emettre des impulsions de plusieurs dizaines a plusieurs centaines de millijoules avec une finesse et une purete spectrales elevees, et un positionnement precis vis-a-vis des raies d'absorption de la vapeur d'eau dans le proche infrarouge. En ce qui concerne l'instrument embarque sur avion, le choix s'est porte sur la conception d'un laser alexandrite a affinement spectral intracavite comportant un systeme entierement original de commutation electro-optique de la longueur d'onde, qui permet l'emission des deux impulsions necessaires a la mesure dial a l'aide d'une source unique. Une modelisation du fonctionnement du laser a d'abord ete developpee puis validee experimentalement. Elle a permis la definition du systeme d'affinement spectral comportant un filtre de lyot et deux etalons de fabry-perot, et l'optimisation des conditions de fonctionnement. Les resultats experimentaux obtenus avec une maquette de laboratoire sont presentes et servent de base a la realisation industrielle d'un modele embarque. Les experiences spatiales, necessitant l'emission d'une energie par impulsion plus elevee avec un minimum d'energie de pompage, impliquent la mise en uvre de l'injection d'un faisceau quasi monochromatique dans un oscillateur pulse de forte puissance. Ce concept est etudie theoriquement et experimentalement dans le cas de l'alexandrite, puis etendu au cas du saphir dope titane, en termes de densite de puissance a injecter pour obtenir la purete spectrale requise par les mesures dial. Enfin, differentes configurations de sources dial spatialisables comprenant un oscillateur pilote (diode laser ou oscillateur saphir dope titane continu) et oscillateur de puissance (alexandrite ou saphir dope titane) sont proposees et discutees compte tenu des etats de developpements actuels et previsionnels de ces sources