Systeme de synchronisation picoseconde et metrologie associee. Application au laser megajoule (lmj)

• Auteur / Autrice : DOMINIQUE MONNIER BOURDIN
• Direction : Jean Auvray
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce rapport de these presente l'etude et la realisation d'un systeme de synchronisation innovant par ses performances et son faible cout tout en proposant une forte capacite d'evolution. Le principe et les concepts developpes s'appliquent aux grands instruments de physique tels le laser megajoule (lmj). L'objectif du systeme est de synchroniser l'arrivee de 240 impulsions laser sur une cible dans une fenetre temporelle de 60 ps (60 10 1 2 s). Le systeme doit assurer la coherence du declenchement du laser et des diagnostics. Le nombre de signaux de synchronisation a delivrer pour le lmj est superieur a 8000 sur une surface de 10000 m 2 avec une precision relative de 15 ps rms. Par comparaison, le gps, qui est un des systemes de synchronisation les plus performants, a une precision relative de la nanoseconde. Les etudes de faisabilite menees sur une liaison numerique utilisant des composants standards des telecommunications a 155,52 mb/s, sur la possibilite de compenser les derives en temperature de la fibre optique et sur la realisation de compteurs numeriques utilisant des composants programmables ont permis de definir les principes et les concepts du systeme. La solution proposee repose sur le principe d'une liaison optoelectronique numerique a haut debit et faible gigue assurant le transport des ordres de declenchement et d'une reference temporelle unique dans toutes les zones du batiment. Un generateur de retard aux performances subnanoseconde a du etre developpe pour l'architecture prototype du systeme de synchronisation. Les performances du systeme de synchronisation sont alors les suivantes : une gigue efficace inferieure a 25 ps, une resolution inferieure a 10 ps et une dynamique de retard programmable superieure a 1 s pour une precision de 100 ps.