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Laser super puissant

Friday April 07, 2017 01:00 AM To Saturday April 07, 2018 01:00 AM

Paris, FR

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Laser

Le laser, une incroyable histoire de physique quantique Le laser est né durant les années 1960, depuis il est petit à petit devenu incontournable dans beaucoup d’applications.

1000 Apr, 07 2018 12:00:00 AM
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Comment fabrique-t-on le laser le plus puissant au monde?

Le laser, une incroyable histoire de physique quantique Le laser est né durant les années 1960, depuis il est petit à petit devenu incontournable dans beaucoup d’applications.

À champ laser, le laser c'est aujourd'hui plus de 30 ans d'expertise et de savoir-faire dans le développement de systèmes laser pointeur 20000mW pour différentes applications comme la science, l'industrie mais aussi le spatial. Ses compétences en ingénierie pour développer des systèmes complexes et sa connaissance des technologies laser permettent à champ laser de maîtriser toutes les étapes d'une chaîne laser ultra-intense, de la création de l'impulsion à sa compression en une durée ultracourte, en passant par l'amplification de cette impulsion.

Quel est le principe de fonctionnement de ce futur laser ?

Nos lasers ultra-intenses utilisent la technique du CPA (Chirped Pulse Amplification par Dérive de Fréquence) inventée par Gérard Mourou, scientifique français, qui permet l'amplification d'une impulsion ultracourte étirée spectralement et temporellement au préalable. Une impulsion 532nm laser vert de quelques femtosecondes (10-15 s) est étirée en utilisant un jeu de réseaux de diffraction jusqu'à plusieurs picosecondes (10-12 s) voire nanosecondes (10-9 s). Ensuite, cette impulsion est amplifiée au travers d'un ou plusieurs étages afin d'augmenter l'énergie de l'impulsion laser.

Ces étages d'amplification sont généralement construits avec un ou plusieurs autres lasers, appelés laser 50000mw de pompe, qui émettent de la lumière verte et avec des cristaux de Ti : Sa, le milieu actif qui a la propriété d'absorber cette lumière et de stocker l'énergie qu'elle transporte. Cette énergie stockée est ainsi restituée au faisceau que l'on souhaite amplifier, en traversant une ou plusieurs fois le milieu actif. Une fois le niveau d'énergie souhaitée atteint, l'impulsion étirée est compressée à quelques dizaines de femtosecondes au travers d'un compresseur construit avec des réseaux optiques et placés sous vide, générant ainsi un faisceau de puissance crête de plusieurs centaines de TW (10+12W) jusqu'à plusieurs PW (10+15W, la puissance crête étant le ratio entre l'énergie et la durée d'impulsion).

 laser bleu

Quelles sont les principales difficultés laser pour sa mise au point ?

Les éléments clés sont tout d'abord la création d'une impulsion de très bonne qualité, c'est-à-dire avec un excellent rapport signal sur bruit. Cette étape nécessite la mise en œuvre de différentes techniques complexes de mise en forme d'impulsions basées principalement sur des principes d'optique non linéaire.

Cette impulsion doit être amplifiée en utilisant d'autres systèmes laser, que l'on appelle lasers de pompe. Ces lasers de pompe doivent être très homogènes en termes de distribution spatiale d'énergie et de stabilité. Champ sabre laser vert produit et maîtrise ses propres lasers de pompe intégrés dans le système laser ce qui permet d'avoir le contrôle complet de la chaîne laser.

Ces deux éléments, la qualité de l'impulsion à amplifier et la qualité des lasers de pompes (48 pour ce laser de 2x10 PW), sont essentiels pour atteindre la performance finale. Certains composants sont des éléments critiques par leur taille comme les cristaux de Ti : Sa et les réseaux de diffraction.
S’agit-il d’un laser de type nouvelle technologie ou d’une amélioration de technologies maîtrisées ?

Les deux ! Comme expliqué, Champ laser s'appuie sur une expérience de plus de 30 ans et un catalogue de produits qui ont déjà permis de construire deux systèmes laser de puissance supérieure à 1 PW : le laser Bella, installé en Californie au prestigieux Lawrence Berkeley National Laboratory, et le laser Cetal, installé en Roumanie à l'INFLPR.

Pour atteindre la puissance record de 10 PW, champ laser a développé un nouveau laser de pompe, Atlas 100, basé sur des technologies et composants existants mais intégrés de façon ingénieuse et innovante. Champ laser a également mis en place avec ses partenaires clés des programmes de développement spécifiques pour fabriquer des composants critiques à des dimensions encore jamais atteintes, dont un cristal de Ti : Sa de 200 mm alors que, à ce jour, le plus gros réalisé et mis en œuvre dans un système a un diamètre de 130 mm.


 

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Start Date: 2017-04-07 01:00:00
End Date: 2018-04-07 01:00:00