Etude statistique de la propagation non-linéaire d'un faisceau laser partiellement cohérent

par Jean-Philippe Ayanides

Thèse de doctorat en Physique. État condensé. Propriétés électriques, magnétique, optique

Sous la direction de Pierre-Arnaud Raviart.

Soutenue en 2001

à Palaiseau, Ecole Polytechnique .

  • Titre traduit

    Statistical study of the non-linear propagation of a partially coherent laser beam


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  • Résumé

    Le principe de la fusion par confinement inertiel consiste à irradier par une multitude de faisceaux laser une micro-cible d'hydrogène, afin de la comprimer pour déclencher une réaction de fusion thermonucléaire. Les lasers très intenses de la prochaine génération (le Mégajoule, pour la France) devraient permettre cela. Mais la compression isotropique et uniforme requise est impossible à atteindre avec un faisccau cohérent, du fait des distorsions de phase aléatoires apparaissant dans les grandes chaines laser. Aussi, des méthodes de lissage ont été mises au point aux USA à Livermore et en France au CEA, reposant sur la destruction partielle de la cohérence spatio-temporelle des faisceaux laser. Cette approche n'est pas sans poser des problèmes à la fois technologiques et théoriques concernant la propagation, l'amplification et la conversion de fréquence de faisceaux partielle-ment cohérents. I1 resulte notamment de la compétition entre les effets non-linéaires d'une part et les phénomènes de dispersion et de diffraction d'autre part, la possibilité pour le faisceau de s'effondrer sur lui-même (autofocalisation) ou encore de générer localement des pics d'intensité très élevée (filamentation). Cette thèse se propose de revisiter la propagation des lasers de puis-sance au travers de la propriété de cohérence partielle, et au moyen d'outils statistiques. Le faisceau laser est considéré comme étant la réalisation d'un processus aléatoire, et sa propagation est modélisée dans l'approximation paraxiale par l'équation de Schrödinger avec non-linéarité cubique. L'étude repose fortement sur l'existence de deux échelles distinctes de variations, une échelle lentement variable correspondant à l'enveloppe du champ et décrite de façon déterministe, et l'échelle des fluctuations microscopiques aléatoires décrite par une sta-tistique initialement gaussienne.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (200 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 69 réf.

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  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
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