Thèse en cours

Projet pilote de l'institut de la lumière extrème : source de pompe de forte énergie pour l'amplification paramétrique d'impulsions de 10 fs

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Triangle exclamation pleinLa soutenance a eu lieu le 03/06/2015. Le document qui a justifié du diplôme est en cours de traitement par l'établissement de soutenance.
Auteur / Autrice : Florence Friebel
Direction : Frédéric Druon
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Physique
Date : Inscription en doctorat le 01/11/2011
Soutenance le 03/06/2015
Etablissement(s) : Palaiseau, Institut d'optique théorique et appliquée
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 1998-2015)

Résumé

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Le projet Apolllon-10 PW est une chaîne laser délivrant des impulsions 10PW et une intensité de 〖10〗^22 W⁄(cm^2 ). Pour atteindre cette énergie 15 fs impulsions d'une énergie de 150 J sont obligatoires. Pour atteindre ces exigences Optique Paramétrique Chirped Pulse Amplification (OPCPA) est nécessaire. Cela exige sources de pompage de la bande passante stables et larges. Ce travail porte sur le développement des amplificateurs de la pompe pour les étapes de OPCPA dans le régime nanoseconde et dans le régime de la picoseconde. Pour ces sources de pompage, il a été nécessaire pour obtenir des énergies de l'ordre de 10 mJ à 100 mJ idéalement à une vitesse de 100 Hz de répétition. Le matériau de choix était Yb: CaF_2, en raison de ses bonnes propriétés spectrales et thermiques. L'émission section transversale de ce cristal est faible. Cela influence la conception de l'installation et à titre de compensation du faible gain, l'amplificateur est configuré comme multipass. Les amplificateurs ont été développés sur deux paramètres. Le premier était une puissance élevée et la seconde à haute énergie. Pour l'amplificateur de puissance élevée de la géométrie du cristal est une configuration de miroir actif. Elle est particulièrement adaptée à la gestion de la chaleur nécessaire pour les besoins de haute puissance. Les influences et la taille de la lentille thermique du cristal ont été mesurées dans la gamme dynamique lente et rapide. A la suite de cette mesure une lentille thermique positive a été mesurée. Les résultats concernant la sortie de l'amplificateur sont satisfaisants 57 mJ à 20 Hz et 39 mJ à 100 Hz. Les résultats préliminaires de OPCPA de pompage en régime picoseconde avec cet amplificateur ont été atteints, ~ 1 mJ, avec une largeur de bande de ~ 100 nm. Concernant le deuxième objectif dans ce travail, l'énergie de l'amplificateur de la configuration est un multipass basé sur un amplificateur angle de coupe Brewster. La première de ce cristal est limitée en raison de son seuil de dommage laser à moins de 100 mJ. Afin de contourner cette limitation un interféromètre de Sagnac est ajouté à l'entrée de l'amplificateur. Avec la technique de combinaison cohérente l'énergie de sortie peut être poussée à 160 mJ à 20 Hz. Ces résultats présentent le plus élevé atteint par la combinaison cohérente en cristaux massifs. Mot Clés : Laser, Ytterbium, Laser de Puissance, Amplifications optique, Yb : CaF_2, Laser de haute intensité, Chaîne laser matériel dopes a l’Ytterbium, Laser pompe par diode