Optique Adaptative pour les lasers ultra intenses

Transcription

1 Optique Adaptative pour les lasers ultra intenses Imagine Optic: N. Lefaudeux, X. Levecq Imagine Optic

2 Introduction Optique adaptative et lasers ultra intenses les miroirs déformables mécaniques Optique adaptative par Phase Retrieval Conclusion

3 Introduction

4 Imagine Optic Orsay-FRANCE 1 bureau à Barcelone - Espagne 1 bureau à Bostonet 1 bureau à San Fransisco-USA 1 bureau à Shanghai -Chine Imagine Optic produit et fournit des solutions complètes d optique adaptative ANALYSEURS DE SURFACE D ONDE EUV (6 à 60 nm), UV ( nm), VISIBLE, NIR ( nm) X (jusqu à 25 kev), applications synchrotron MIROIRS DEFORMABLES MIRAO 52-e : miroir magnétique: applications microscopie ILAO : miroir mécanique haute puissance: applications laser Optique adaptive rayons X: applications synchrotron LOGICIELS HASOv3 : métrologie CASAO: optique adaptative standard GENAO / PhaRAO: optique adaptative spécifique

5 JRIOA 2013 Imagine Optic et les applications lasers de haute intensité 100 analyseurs (métrologie, caractérisation de faisceau, alignement ) 25 boucles complètes d optique adaptative pour les applications lasers LBNL, LMJ (LIL), NTF, CEA Saclay, RAL, Max Planck Institute, LLE, AWE, LOA, NTF, CUOS,

6 Optique adaptative et lasers ultra intenses

7 Optique Adaptative L optique adaptative permet de corriger le front d onde et d obtenir : une focalisation limitée par la diffraction une intensité maximale sur la cible une reproductibilité améliorée des résultats JRIOA 2013 Miroir déformable Analyseur de front d onde Logiciel

8 Les miroirs déformables mécaniques pour les lasers ultra intenses

9 JRIOA 2013 Technologie des miroirs déformables mécaniques Les miroirs déformables mécaniques ont été développés spécialement pour les applications de lasers haute puissance, en partenariat avec ISP System. Les actionneurs mécaniques sont des composants permettant de convertir un déplacement macroscopique en une force appliquée à l arrière du miroir pour obtenir une déformation nanométrique de la surface du miroir. pas d obstacle technologiques pour la réalisation de grands miroirs déformables, circulaires et elliptiques. 40mm beam 55mm 45 80mm beam 90mm mm beam 150mm beam@ 45

10 JRIOA 2013 Qualité de mise à plan et propagation Qualité optique excellente, même sur les grands diamètres D= 40mm, 4nm RMS WFE (2nm RMS surface) D=80mm, 6nm RMS WFE (3nm RMS surface) D=150mm, 9nm RMS WFE (4.5nm RMS surface) 6nm RMS WFE 8nm RMS WFE pas de points chauds après 20m de propagation 10nm RMS WFE Propagation : 20m, avec le logiciel MIRO (CEA) (courtesy of Ji-Ping Zou, LULI)

11 JRIOA 2013 Dynamique de correction et coating Les miroirs mécaniques ont une dynamique de correction très importante (~100µm de courbure et astigmatisme). Traitement diélectrique haute 100µm tenue au flux 30µm 9µm Cette dynamique permetde compenser les contraintes et déformations induites par les coatings diélectriques haute puissance. Les miroirs déformables mécaniques peuvent être traités avec par tous les principaux fournisseurs de coatings. Les caractéristiques (seuil de dommage) sont identiques à celle des miroirs «non déformables».

12 Correction complète de chaine laser par Phase Retrieval

13 Laser Eclipse2, CELIA (Bordeaux)

14 Optique adaptative habituelle JRIOA 2013 compresseur Front d onde 216nm RMS, 1,1µm PtV Miroir déformable ILAO Optiques de fin de chaine Analyseur de front d onde HASO Rapport de Strehl: 28% 38% de l énergie dans un diamètre de 28µm Image de la tache focale Optique de focalisation

15 Optique adaptative habituelle JRIOA 2013 compresseur Miroir déformable ILAO Boucle d optique adaptative habituelle Optiques de fin de chaine Analyseur de front d onde HASO Front d onde 34nm RMS Les aberrations de l optique de focalisation ne sont pas corrigées Rapport de Strehl: 60% 54% de l énergie dans un diamètre de 28µm Image de la tache focale Optique de focalisation

16 Mesure des aberrations de la tache focale par Phase retrieval compresseur Boucle d optique adaptative habituelle Miroir déformable ILAO Optiques de fin de chaine Analyseur de front d onde HASO Aberrations de la tache focale = 135nm RMS Algorithme de Phase retrieval Images de la tache focale Optique de focalisation

17 Correction par Phase Retrieval compresseur Miroir déformable ILAO Correction par Phase Retrieval Optique de focalisation Boucle d optique adaptative habituelle Optiques de fin de chaine Analyseur de front d onde HASO Front d onde 34nm 138nm RMS Image de la tache focale Aberrations de la tache focale = 135nm RMS Rapport de Strehl: 93% 60% 82% 54% de l énergie dans un diamètre de 28µm

18 Conclusion sur les solutions d optique adaptative pour lasers

19 JRIOA 2013 Conclusion sur les solutions d optique adaptative pour lasers Imagine Optic est fortement engagé dans le développement de l optique adaptative pour les applications lasers : Développement d une nouvelle technologie de miroirs déformables : Miroirs déformables mécaniques (haute qualité optique, compatibles avec traitement diélectrique, possibilité de remplacement du substrat ) Développement de nouvelles stratégies de correction pour les applications lasers: Optique adaptative par Phase Retrieval(méthode automatique et directe)