Etude et amélioration spatio-temporelles de l'intensité et du contraste dans les lasers PW

par Lucas Ranc

Projet de thèse en Optique et photonique

Sous la direction de Frédéric Druon et de Dimitri Papadopoulos.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (2015-.... ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne) (laboratoire) , Lasers (equipe de recherche) et de Institut d'optique théorique et appliquée (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-07-2018 .


  • Résumé

    Le projet CILEX-APOLLON est sans doute, actuellement, un des projets laser les plus ambitieux et reconnus au niveau international. Dans le cadre d'une collaboration regroupant une dizaine de laboratoires spécialistes des lasers intenses, le Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) et le Laboratoire Charles Fabry (LCF) sont les laboratoires les plus impliqués dans la réalisation de la chaine laser qui délivrera des impulsions de 10 PW. Cette chaine laser inédite nécessite de nombreuses avancées scientifiques et comporte une forte composante de recherche laser, notamment sur les lasers ultra intenses et à impulsions ultra-brèves. L'étude et la caractérisation du contraste et des couplages spatio-temporels du faisceau ultra-intense est une des interrogation scientifiques les plus brulantes et prometteuses en termes d'impact pour cette nouvelle génération de lasers multipetawatts. Dans le cadre de ce projet, nous proposons une thèse qui a pour but d'étudier les effets spatio-temporels de ce laser, développer des nouveaux diagnostiques et de réaliser des campagnes de mesures inédites pour évaluer et améliorer sa qualité aux performances uniques. Les origines des distorsions spatio-temporelles et de chute de contraste dans les lasers PW sont en effet plus ou moins identifiées mais leur quantification exacte, les mesures précises et leur correction restent un vrai challenge en recherche laser. Le but de ce travail est de tester des nouvelles idées pour identifier la chute de contraste dans les systèmes étireurs PW. Ces travaux se ferons dans le cadre d'une thèse CIFRE avec Thales qui est leader mondial sur le marché des laser PW. Cette thèse comporte un volet expérimental important lié à la conception et à l'analyse d'un des plus grands lasers international avec à la clef la possibilité de publier plusieurs articles. De plus, l'étudiant pourra aussi s'intéresser à une partie plus théorique intégrant la physique des lasers, la physique des impulsions ultrabrèves et la physique des effets non-linéaire et participer aux fortes interactions que nous entretenons avec la société Thales dans ce projet. Ce projet devrait avoir de très fortes retombées sur des enjeux sociétaux majeurs et permettre des avancées remarquables dans de nombreux domaines scientifiques et économiques.

  • Titre traduit

    Study and improvement of the spatio-temporal intensity and contrast in PW laser chains


  • Résumé

    The CILEX-APOLLON project is currently one of the most ambitious and internationally recognized laser projects. As part of a collaboration involving a dozen laboratories specialized in intense lasers, the Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses (LULI) and the Laboratoire Charles Fabry (LCF) are the laboratories deeply involved in the realization of this laser chain which will deliver pulses of 10 PW. This unprecedented laser chain requires many scientific advances and includes a strong component of laser research, especially on ultra-intense lasers and ultra-short pulses. The study and the characterization of the contrast and the spatio-temporal coupling of the ultra-intense beam is one of the most hot-topics and promising scientific questions in terms of impact for this new generation of multipetawatts lasers. As part of this project, we propose a thesis aimed at studying the spatio-temporal effects of this laser, developing new diagnostics and carrying out novel measurement campaigns to evaluate and improve its quality with unique performances. The origins of spatio-temporal distortions and of contrast decrease in PW lasers are indeed more or less identified, but their exact quantification, precise measurements and their correction remain a real challenge for laser Research. The purpose of this work is to test new ideas for identifying the contrast decrease in PW CPA systems. This work will be done in the framework of a CIFRE PhD with Thales which is the world leader on the PW laser market. This thesis has an important experimental component related to the design and analysis of ones of the largest international lasers with the possibility of publishing several articles. In addition, the student will also be interested in a more theoretical part integrating the physics of the lasers, the physics of the ultrashort pulses and the physics of the nonlinear effects and to take part in the strong interactions that we have with the Thales company within this project . This project is expected to have a very strong impact on major societal issues and enable remarkable progress in many scientific and economic fields.