Développement d'un amplificateur laser titane Saphir 10 kHz : application au micro-usage

par Guillaume Matras

Thèse de doctorat en Optique

Sous la direction de Eric Audouard et de Nicolas Huot.

Soutenue en 2008

à Saint-Etienne .


  • Résumé

    Ce mémoire présente les résultats de travaux de thèse menés dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec la laboratoire Hubert Curien à Saint-Etienne et la société Thales Laser à Orsay. L'objectif principal de ces travaux était la réalisation d'un système amplificateur femtoseconde à base de cristal de saphir dopé titane cadencé à un taux de répétition de 10 kHz répondant au besoin industriel dans le domaine du micro-usinage laser. Des études préalables, à la fois théoriques et expérimentales, ont permis de caractériser avec précision la lentille thermique induite dans un cristal refroidi par eau fortement pompé sur un faible diamètre. Une cavité amplificatrice régénérative adaptée a pu alors être conçue. Des impulsions d'énergie relativement élevée ont pu être extraites de cette cavité. L'utilisation d'un deuxième étage amplificateur double-passage a permis d'augmenter significativement cette énergie. L'intérêt de cette source a été validé à travers des applications de micro-usinage. Le but de ces expérimentations était de démontrer le maintien du taux d'ablation et de la qualité d'usinage dans les métaux et acier tels que l'inox 316L, le tantale, le cuivre, le nickel et encore l'aluminium, lorsqu'on augmente le taux de répétition dans une plage de fluence centrée autour de la fluence optimale définie dans ce mémoire. Dans des conditions proches des conditions industrielles, des séries de fentes ont été usinées à différentes fluences et différentes cadences : 1, 5, 10 et 15 kHz. Leurs profondeurs ont été mesurées au profilomètre optique afin d'en déduire le taux d'ablation. Elles ont été également observées au MEB pour comparer la qualité d'usinage. Les résultats n'ont pas montré de baise de taux d'ablation et de dégradation de la qualité d'usinage quand la cadence augmente de 1 à 15 kHz validant ainsi l'intérêt de la source femtoseconde 10 kHz développée


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Informations

  • Détails : 1 vol. (vi-182 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Jean Monnet. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 50831
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