Etude des effets nonlinéaires d'un faisceau UV intense dans l'athmosphère

Study of nonlinear effects of intense UV beams in the atmosphere

• Auteur / Autrice : Olivier Jean Chalus
• Direction : Joël Fontaine, Jean-Claude Diels
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Images, Sciences et Technologies de l'Information. Photonique, Laser et Matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique non linéaire

Brillouin, Effet

Spectroscopie laser

Rayonnement ultraviolet

Faisceaux laser

Mots clés libres

Filamentation

Résumé

Les faisceaux lasers de hautes puissances déclenchent durant leur propagation la formation d’effets nonlinéaires. Si l’intensité est suffisamment élevée l’accumulation de ces effets peut provoquer un mode de propagation s’approchant des caractéristiques des guides d’ondes. Ce phénomène est appelé filamentation. Il est amplement complexe et extensivement étudié pour les faisceaux IR mais injustement ignoré pour l’UV. Dans cette thèse, l’étude du cas UV est traitée. Une double étude théorique pour caractériser le profil du faisceau et sa propagation est développée. Ensuite l’étude expérimentale est réalisée en commencant par la construction du laser permettant une telle étude, puis les résultats expérimentaux de la filamentation UV. Les résultats théoriques et l’observation expérimentales mènent tous deux à l’observation de la propagation d’un faisceau UV de environ 600microns pour une durée d’impulsion de 200ps et une énergie de l’ordre de 200mJ.

High power laser beams involve, during their propagation, the formation of nonlinear effects. If the intensity is high enough the accumulation of those effects can induce a mode of propagation close to the characteristics of waveguides. This phenomenon is called filamentation. It is complex and extensively studied for IR beams but unfairly ignored for the UV. In this dissertation, the case of the UV is studied. A double theoretical study is conducted for the shape of the beam profile and for the propagation. Then an experimental study is conducted, starting from the construction of the laser allowing such study to the experimental results of UV filamentation. The theoretical and experimental results lead both to the observation of the propagation of UV beams of about 600microns for pulse duration of 200ps and energy on the order of 200mJ.