Download or read book Etudes multi longueurs d onde de l endommagement laser des cristaux de KDP en r gime nanoseconde written by Stéphane Reyné and published by . This book was released on 2011 with total page 239 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse s'intéresse aux mécanismes initiateurs de l'endommagement laser du KDP et du DKDP en régime nanoseconde. C'est un matériau non linéaire utilisé notamment dans les cristaux de conversion de fréquence du Laser MégaJoule, en cours de construction sur le centre du CEA-Cesta, en France. La tenue au flux de ces cristaux est une des clés de la réussite de cette installation et demeure actuellement une problématique à résoudre. C'est pourquoi, cette thèse propose différentes études permettant de répondre en partie à deux volets essentiels de l'endommagement laser du KDP en régime nanoseconde : les défauts précurseurs et les mécanismes initiateurs de l'endommagement. Tout d'abord, nous proposons une étude en longueur d'onde des dommages créés suite à un tir laser. Cette étude est basée à la fois sur l'observation de clichés de dommages obtenus en microscopie DIC ainsi que sur la comparaison à un code de calcul couplant dépôt d'énergie et hydrodynamique. Par la suite, nous étudions l'influence de la géométrie des défauts précurseurs par le biais d'une étude de l'effet de la polarisation du faisceau laser sur la tenue au flux d'un cristal de KDP. A l'aide d'un code interne au CEA, cette étude permet notamment d'introduire une nouvelle géométrie des défauts, de type ellipsoïdale et respectant les propriétés de la structure cristalline d'un tel cristal. Enfin, nous abordons plus largement les mécanismes d'initiation de l'endommagement à partir d'expériences pompe--pompe. Ces tests mettent en jeu le mélange de deux longueurs d'onde différentes -- impactant l'échantillon de manière concomitante ou désynchronisée l'une par rapport à l'autre -- et son influence sur la tenue au flux du KDP. Il est notamment montré qu'il peut y avoir un couplage entre les longueurs d'onde, donc par extension entre les mécanismes, en fonction de la combinaison des fluences qui sont employées. Au final, l'intérêt de ces études est d'acquérir de nouvelles données permettant d'améliorer la compréhension des mécanismes de l'endommagement du KDP en régime nanoseconde. A terme, elles permettront également de développer des modèles de prédiction de l'endommagement des cristaux de KDP et de DKDP montés sur les chaînes laser.

Download or read book Etude de l endommagement laser dans les cristaux non lin aires en r gime nanoseconde written by Anne Hildenbrand and published by . This book was released on 2008 with total page 188 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’émergence de lasers de plus en plus puissants et compacts et le développement de leurs applications engendrent des problèmes de tenue au flux des composants optiques et tout particulièrement des cristaux non linéaires. Dans ce contexte, cette thèse s’attache à l’étude de l’endommagement laser en régime nanoseconde dans les cristaux non linéaires utilisés principalement pour la conversion de fréquence (KTP, KDP, LBO) et les applications électro-optiques (RTP, KDP). Les effets spécifiques aux cristaux liés à leur anisotropie et leurs non linéarités ont imposé le développement d’une métrologie de l’endommagement laser adaptée. Cette métrologie a ensuite été appliquée à l’étude détaillée des cristaux isomorphes de KTP et RTP, et du cristal de LBO. L’influence sur leur tenue au flux laser de multiples paramètres, tels que la longueur d’onde d’irradiation, la polarisation, la direction de coupe du cristal, a pu être étudiée permettant de mieux comprendre les mécanismes responsables de l’endommagement laser dans ces cristaux. L’importance de la caractérisation de la tenue au flux laser de ces cristaux sous irradiation multiple et dans leurs conditions fonctionnelles d’utilisation a été mise en évidence. Par exemple, la coexistence de plusieurs longueurs d’onde au sein du matériau modifie de façon importante la tenue au flux laser du composant.

Download or read book Etudes multi longueurs d onde de l endommagement laser la surface de composants optiques en silice en r gime nanoseconde written by Maxime Chambonneau and published by . This book was released on 2014 with total page 196 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur l'endommagement laser à la surface de composants optiques en silice amorphe en régime nanoseconde. Ce phénomène est une modification irréversible du matériau. Dans le régime nanoseconde, l'endommagement laser de la silice est étroitement corrélé à la présence de défauts précurseurs qui sont une conséquence de la synthèse et du polissage des composants. Cette thèse propose des investigations sur l'endommagement laser par plusieurs longueurs d'onde simultanément. Afin de mieux appréhender ce phénomène dans ces conditions d'irradiation, trois études sont conduites. La première porte sur la phase d'amorçage des dommages. Les résultats expérimentaux obtenus dans les cas mono-longueur d'onde permettent de mettre en avant un couplage dans le cas multi-longueurs d'onde. Une comparaison de ces résultats avec un modèle théorique développé au cours de cette thèse permet d'améliorer la compréhension des processus fondamentaux liés à cette phase d'endommagement. Puis, des caractérisations morphologiques post mortem couplées à une métrologie précise des faisceaux laser permettent d'établir la nature ainsi que la chronologie des mécanismes conduisant à la formation des dommages. Le scénario théorique proposé est validé à travers différentes expériences. En dernier lieu, nous étudions la phase de croissance des dommages dans les cas mono et multi-longueurs d'onde. Une fois de plus, cette dernière configuration met en lumière un couplage entre les longueurs d'onde. Nous montrons la nécessité de prendre en compte les caractéristiques spatiales des faisceaux laser lors d'une session de croissance des dommages.

Download or read book Etude de l interaction laser mati re dans les composants optiques en irradiation multiple en r gime nanoseconde et dans l UV written by Alexandre Beaudier and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La fatigue du seuil d'endommagement laser dans la silice fondue a été largement étudiée au cours des dernières années, car ce phénomène est directement lié à la durée de vie des matériaux optiques utilisés dans des applications laser, le plus souvent à forte puissance. En effet, dans l'UV, on observe une décroissance du seuil d'endommagement laser quand le nombre de tirs laser augmente. Ce phénomène a été attribué pour ce couple longueur d'onde-matériau à des modifications laser-induites dans le matériau. Sous irradiation laser multiple à 266 nm, en utilisant des impulsions nanosecondes de densité d'énergie constante, nous avons observé que le signal de photoluminescence est modifié jusqu'à l'endommagement. A partir de cela, nous proposons une nouvelle représentation des données expérimentales qui permet de prédire l'apparition d'un endommagement dans le matériau. Cette prédiction réalisée à partir du signal de fluorescence et non de la statistique d'endommagement utilisée jusque-là, permet une économie significative de surface de composant et du temps d'expérience. Afin d'étendre l'intérêt de l'étude à un plus grand nombre d'applications, une extension des résultats à la longueur d'onde de 355 nm est proposée. Nous proposons un modèle où l'endommagement dans la silice fondue sous irradiation multiple à 266 nm est causé par une accumulation de modifications laser-induites induisant de l'autofocalisation non-linéaire. Afin d'essayer de généraliser la méthode de diagnostic de la fatigue par fluorescence, nous avons aussi réalisé des tests préliminaires sur des cristaux optiques non-linéaires bien connus comme le LBO ou le KDP.

Download or read book D termination des l ments structuraux et microstructuraux responsables des ph nom nes d endommagement laser dans les cristaux de KDP written by Audrey Surmin and published by . This book was released on 2007 with total page 142 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La conversion de fréquence de l'infrarouge à l'ultraviolet dans les lasers de puissance comme le laser mégajoule est assurée par des monocristaux de dihydrogénophosphate de potassium, KH2PO4 (communément appelé KDP). Ces cristaux s'endommagent lorsqu'ils sont soumis à des flux lasers importants, ce qui est préjudiciable pour l'application visée. Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à expliquer l'origine de ces dommages et, si possible, de proposer un traitement permettant d'y remédier. La démarche adoptée est, dans un premier temps, d'identifier et de localiser les défauts présents dans les cristaux puis, dans un second temps, de corréler leur présence à l'endommagement par des tests sous irradiation laser contrôlée. Por ce faire, la topographie X, technique d'imagerie non destructive, est particulièrement adaptée. Toutefois, les optiques présentent une épaisseur trop importante (10 mm) pour être caractérisées avec le faisceau de rayons X monochromatique habituellement utilisé en laboratoire. Pour résoudre ce problème, il a fallu faire appel à un dispositif non conventionnel de topographie X sous faisceau polychromatique haute énergie. Cette technique a permis de mettre en évidence un certain nombre de défauts. Leur caractère pénalisant vis-à-vis de la tenue au flux est ensuite discuté à partir des rfésultats des tests d'endommagement laser.

Download or read book Etude th orique et exp rmentale de cristaux photoniques pour la r alisation de lasers guide d onde aux longueurs d onde t l com written by Xavier Checoury and published by . This book was released on 2005 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce travail de thèse, nous avons pu faire une étude exhaustive de guides fabriqués à partir de cristaux photoniques (CP) constitués par un réseau périodique bi-dimensionnel de trous d'air percés au travers d'une hétérostructure sur substrat de phosphure d'indium. Nous avons pu montrer expérimentalement un effet laser mono-mode dans des guides étroits constitués d'une ou trois rangées de trous d'air manquants (guides W1 ou W3) et réalisés dans des cristaux photoniques de maille triangulaire ou carrée. En particulier, nous avons montré sous pompage optique qu'il était possible d'obtenir un effet laser dans des guides très étroits (W1) dont la largeur de coeur est de 650 nm. Une émission laser mono-mode a également été observée sous injection électrique dans des guides plus larges. Dans ce cas, la réjection des modes secondaires est supérieure à 40 dB. L'interprétation des résultats expérimentaux a pu être menée grâce à des simulations numériques tri-dimensionnelles, de type différence finie dans le domaine temporel (FDTD) et grâce à l'utilisation du formalisme de la fonction enveloppe appliqué aux cristaux photoniques. Plusieurs voies d'optimisation ont pu être proposées. Dans le domaine de la simulation numérique des CP, un algorithme utilisant des bases d'ondelettes a permis le calcul de certains diagrammes de bandes de manière plus efficace que les algorithmes traditionnels qui utilisent des bases d'ondes planes. Dans le domaines des lasers à guide, nous avons montré au moyen de simulations qu'une taille de trou appropriée permettait, d'une part, un contrôle fin de la longueur d'onde d'émission et d'autre part une réduction significative des pertes des guides à CP.

Download or read book Etude des m canismes initiateurs de l endommagement laser dans les composants optiques vers une am lioration de la tenue au flux written by Bertrand Bertussi and published by . This book was released on 2005 with total page 196 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse traite des mécanismes de l'endommagement laser dans les matériaux optiques (silice et KDP) en régime nanoseconde. Tout d'abord, nous validons l'hypothèse des centres précurseurs de l'endommagement laser. Ensuite, nous développons un microscope photothermique haute résolution afin de détecter de façon non destructive les nano-défauts absorbants susceptibles d'initier le claquage. Le couplage de ce dispositif à un banc d'endommagement permet d'étudier avec précision l'évolution de défauts modèles (inclusions métalliques) lors d'une irradiation laser. Les données expérimentales sont comparées à des simulations d'interaction laser matière afin de mettre en évidence les mécanismes initiateurs. La connaissance du comportement de ces défauts modèles lors d'une irradiation laser et l'étude systématique de la " fatigue " des matériaux réels soumis à des tirs répétés permettent finalement de définir des procédés de conditionnement laser capables d'améliorer leur tenue au flux.

Download or read book Etude de l influence de la longueur d onde laser sur les processus de conduction thermique et d ablation dans les plasmas cr es par laser written by Rémy Fabbro and published by . This book was released on 1982 with total page 236 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: ETUDE DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE: THEORIE CLASSIQUE DE SPITZER-HAERM, EFFET DU CHAMP MAGNETIQUE, EFFETS DE LA TURBULENCE, TRANSPORT DE L'ENERGIE PAR LES ELECTRONS SUPRATHERMIQUES. ETUDE DES ECOULEMENTS PRODUITS PAR LASER: ECOULEMENTS PLANS, ECOULEMENTS EN GEOMETRIE SPHERIQUE, CAS DE L'ABSORPTION NON LOCALISEE A LA DENSITE CRITIQUE. PRINCIPE DE LA METHODE DES FEUILLES MINCES; DISCUSSION DE LA METHODE EXPERIMENTALE A L'AIDE DE SIMULATIONS NUMERIQUES. DESCRIPTION DE L'EXPERIENCE (LASER, DIAGNOSTIC, FABRICATION DES FEUILLES MINCES) ET RESULTATS: DETERMINATION DU FLUX DE MASSE ABLATEE EN REGIMES PICOSECONDES POUR DIVERSES LAMBDA ; ETUDE DE LA PRESSION D'ABLATION; CONSEQUENCES SUR L'ACCELERATION DE CIBLES MINCES ET GENERATION D'ONDES DE CHOC DANS LES SOLIDES. APPLICATION A L'ETUDE DU RENDEMENT HYDRODYNAMIQUE EN REGIME NANOSECONDE

Download or read book M trologie de l endommagement laser des composants optiques en silice en r gime nanoseconde written by Romain Diaz and published by . This book was released on 2015 with total page 128 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse porte sur l'endommagement laser de composants optiques en silice amorphe en régime nanoseconde. Ce matériau diélectrique est l'un des plus couramment utilisés en optique et notamment sur des installations laser de haute énergie telles que le Laser MégaJoule. Afin de garantir le fonctionnement nominal d'une installation, l'endommagement laser des composants optiques doit être compris et maîtrisé. Ce phénomène induit une modification irréversible du matériau modifiant la propagation du faisceau. Dans le régime nanoseconde, l'endommagement laser de la silice est corrélé à la présence de défauts précurseurs qui sont une conséquence de la synthèse et du polissage des composants. L'interaction de ces précurseurs avec le laser va dépendre des caractéristiques de ce dernier. Une première étude est consacrée à la métrologie des impulsions utilisées en laboratoire pour étudier l'endommagement laser. Une seconde étude porte sur les mécanismes d'amorçage des dommages sur la face de sortie des composants optiques faits de silice. Une dernière partie porte sur l'influence de la propagation non linéaire sur l'endommagement surfacique et volumique des composants épais faits de silice.

Download or read book Endommagement laser dans les composants optiques m trologie analyse statistique et photo induite des sites initiateurs written by Laurent Gallais and published by . This book was released on 2002 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse traite des phénomènes d'endommagement induits sous fort flux laser en régime nanoseconde, dans les composants optiques tels que les verres et les couches minces métalliques et diélectriques. Un travail est tout d'abord effectué sur la métrologie d'endommagement, afin d'obtenir des mesures précises et fiables des courbes de probabilité d'endommagement tout en contrôlant scrupuleusement les conditions de tir. Ensuite, nous montrons que les densités de sites initiateurs de l'endommagement laser sont de quelques dizaines par (10 micro-m)3 dans le volume des verres, et de un parmicro-m3 cube dans le cas des surfaces. Cette analyse associée à une étude morphologique nous permet de discuter de la nature de ces précurseurs et des processus mis en jeu. L'influence de la longueur d'onde (UV à IR) et de tirs répétés est également analysée. Des simulations sont menées afin d'étudier les mécanismes d'initiation d'endommagement sur ces sites. Ces travaux nous permettent d'estimer la taille des sites précurseurs en fonction de leur indice imaginaire et de discuter de leur possible détection.

Download or read book Etude de L interaction Laser mati re en R gime Nanoseconde Sous Irradiations Multiples written by Céline Gouldieff and published by . This book was released on 2013 with total page 191 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The work is devoted to laser-induced damage in the nanosecond regime at the wavelengths of 266 nm and 355 nm. The goal of this study is to understand and to analyze the processes taking place during multi-pulse irradiation causing laser-damage, on the surface and in the bulk of massive or thin-films optical materials. To this end, a laser-damage experiment was entirely set up and automated. It allows analyzing the laser-damage resistance and the ageing of these components under UV irradiation at a pulse repetition rate of 50 Hz and for a high number of laser pulses and to record systematically the most important test parameters (spatial beam profiles, energies, images of the site before and after irradiation).To better understand the physical phenomena leading to fatigue effects in the materials under multiple pulse irradiation, a model was developed allowing the discrimination of statistical effects (due to the high number of shots) from material modifications under UV irradiation. This model was confirmed by testing synthetic fused silica irradiated in the bulk. Concerning thin-film coated components, oxide mixtures were studied in collaboration with the Laser Zentrum Hannover (LZH, Germany) using a multi-parameter approach. These materials show indeed a complex behavior and remain poorly known, in particular under multi-pulse irradiation. Finally, a part of the work is dedicated to the non-destructive characterization of KDP crystals by UV-pumped photoluminescence, realized in the framework of the MegaJoule project, in collaboration with CEA Le Ripault (Monts, France).

Download or read book Laser Induced Damage in Optical Materials written by Detlev Ristau and published by CRC Press. This book was released on 2014-12-03 with total page 544 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dedicated to users and developers of high-powered systems, Laser-Induced Damage in Optical Materials focuses on the research field of laser-induced damage and explores the significant and steady growth of applications for high-power lasers in the academic, industrial, and military arenas. Written by renowned experts in the field, this book concentr

Download or read book tude de la dynamique plasma dans la filamentation laser induite dans les verres de silice en pr sence de r trodiffusion Brillouin stimul e et dans les cristaux de KDP written by Jérémie Rolle and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans cette thèse, nous étudions l'influence d'un plasma non-stationnaire produit par des impulsions laser en régime d'auto-focalisation. Cette auto-focalisation est couplée à des non-linéarités Brillouin pour des impulsions nanosecondes dans les verres de silice. Elle excite différents canaux d'ionisation dans les cristaux de KDP irradiées par des impulsions femtosecondes. Tout d'abord, nous dérivons les équations de propagation des ondes optiques laser et Stokes sujettes à la filamentation due à l'effet Kerr, la rétrodiffusion Brillouin et à la génération de plasma. Dans une deuxième partie, nous présentons des résultats numériques sur la propagation non-linéaire de faisceaux LIL. Ceux-ci révèlent l'importance de la distribution temporelle de l'impulsion pompe dans la compétition entre auto-compression Kerr et la rétrodiffusion Brillouin stimulée. Ces simulations préliminaires permettent de valider le système anti-Brillouin opté pour le LMJ sur la base de faisceaux millimétriques.Dans une troisième partie, nous présentons des résultats théoriques et numériques sur la filamentation d'impulsions nanosecondes opérant dans l'ultraviolet et l'infrarouge. L'influence d'un plasma inertiel sur la dynamique de couplage de deux ondes en contre-propagation est examinée. Dans une configuration à une onde, une analyse variationnelle reproduit les caractéristiques globales d'un équilibre quasi-stationnaire entre auto-compression Kerr et défocalisation plasma. Toutefois, cet équilibre cesse pour faire place à des instabilités modulationnelles induites par rétroaction du plasma sur l'onde de pompe. Nous montrons que des modulations de phase supprimant la rétrodiffusion Brillouin permettent d'inhiber ces instabilités plasma. La robustesse de ces modulations de phase est testée en présence d'un bruit aléatoire dans le profil de l'impulsion laser.Enfin, nous étudions numériquement la dynamique non-linéaire d'impulsions femtosecondes se propageant dans la silice et le KDP. Premièrement, nous montrons que la présence de défauts impliquant moins de photons pour exciter un électron de la bande de valence à la bande de conduction promeut des intensités de filamentation plus élevées. Ensuite, nous comparons la dynamique de filamentation dans la silice avec celle dans un cristal KDP. Le modèle d'ionisation pour le KDP prend en compte la présence de défauts et la dynamique électrons-trous. Nous montrons que la dynamique de propagation dans la silice et le KDP présente des analogies remarquables pour des rapports de puissance incidente sur puissance critique équivalents.La conclusion nous permet de résumer les résultats originaux obtenus dans le cadre de cette thèse et d'en discuter des développements ultérieurs possibles.

Download or read book Laser induced Damage in Optical Materials written by Arthur Henry Guenther and published by . This book was released on 1994 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: