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dc.contributor.advisorPhilippe Bouyer
hal.structure.identifierLaboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences [LP2N]
dc.contributor.authorTOURNEMENNE, Florian
dc.contributor.otherManuel Joffre [Président]
dc.contributor.otherChristophe Dorrer [Rapporteur]
dc.contributor.otherBrian Stout [Rapporteur]
dc.contributor.otherNicolas Forget
dc.contributor.otherJean-Yves Natoli
dc.date.accessioned2023-05-12T10:44:13Z
dc.date.available2023-05-12T10:44:13Z
dc.identifier.urihttps://oskar-bordeaux.fr/handle/20.500.12278/181693
dc.identifier.nnt2019BORD0189
dc.description.abstractChaque faisceau d'un laser de puissance, tel que le Laser MégaJoule, est mis en forme et voit son énergie amplifiée à l’aide d’une centaine de composants optiques tels que des plaques de verre amplificateur, des lentilles, des miroirs, des lames de phase, des réseaux... 'Evidemment ces composants ne sont pas parfaitement réalisés et ils présentent à leurs surfaces des défauts de fabrication. Ces imperfections peuvent être dues aux outils de polissage des composants, aux dépôts antireflet ou même apparaitre au cours de la phase d’exploitation ou de remédiation du composant. Ces défauts contribuent à une baisse des performances du Laser MégaJoule que ce soit au niveau de l’énergie déposée au centre de la chambre d’expériences ou à l’endommagement accéléré des composants optiques placés en aval. Actuellement la norme ISO 10110-7 est utilisée pour spécifier les défauts d’aspect. Cependant elle manque de justification pour les besoins d’une chaine laser de puissance. Dans le cadre de la thèse nous nous intéressons exclusivement à l’endommagement fratricide local des composants optiques. Un défaut présent à la surface du composant module l’onde lumineuse par phénomène de diffraction. Un << point chaud >> peut apparaitre dans le faisceau laser augmentant alors la densité locale surfacique d’énergie appliquée aux composants suivants. La loi d’endommagement prédit une augmentation de la probabilité d’endommagement puisque la densité d’énergie est modifiée. Une première étude, fondée sur les équations de Fresnel, met en évidence les paramètres intéressants à spécifier pour prédire les intensifications engendrées par des défauts typiques. Le lien entre paramètres du défaut et intensifications diffractées est, ensuite, validité expérimentalement sur des cas réels de défauts. Une seconde étude établit un seuil exprimé en puissance en deçà duquel l'hypothèse d'une propagation linéaire, selon les équations de Fresnel, est valide. La cohérence des résultats donnés par le seuil en puissance et par la simulation numérique renforce l’idée voulant que la propagation d’un << point chaud >> en présence d'effet Kerr soit sensiblement différente de celle d’un faisceau gaussien. Fort de ces deux résultats nous sommes en capacité d'établir une spécification des défauts d’aspect en ayant une meilleure compréhension de l’endommagement fratricide local.
dc.description.abstractEnEach beam of a high power laser facility, such as the Laser MégaJoule, is shaped and amplified thanks to hundreds optical components such as amplifier slabs at Brewster’s angle, lenses, mirrors, phase plates, diffraction gratings... Of course, all these components cannot be perfect; there are some defects on their surface. These imperfections appear at each stage of the life of the component, during polishing, coating, or mitigation process or when the component is used on the facility. They have a huge impact on the energy losses delivered on the target and they decrease the resistance of downstream components to intense light. The ISO 10110-7 standard is currently used to specify the visual defects. However, this standard is poorly justified and do not fit a high power laser needs. In this thesis, we are focused on the fratricide effect. Light propagates through a defect, then, some intensity modulations appear along the propagation. The damage law states that high energy density leads to an increase of the damage probability. Firstly, we investigate the characteristic parameters of the defect morphology linked to the formation of downstream << hot spots >>. Then, the link between these typical parameters and the high intensifications are confirmed by experiments on real defects. Secondly, a power criterion is demonstrated to guarantee the linear propagation hypothesis. This criterion is compared to numerical simulations and it is shown how the nonlinear propagation, induced by Kerr effect, can be different between the << hot spot >> formed by a defect and a Gaussian beam. Finally, the results are used to improve the visual defect specification thanks to a better understanding of the fratricide effect.
dc.language.isofr
dc.subjectLaser de puissance
dc.subjectDiffraction
dc.subjectEndommagement laser
dc.subjectMétrologie optique
dc.subjectDéfaut de phase
dc.subjectEffet Kerr
dc.subject.enHigh power laser beam
dc.subject.enDiffraction
dc.subject.enLaser induced damage
dc.subject.enOptical metrology
dc.subject.enPhase defect
dc.subject.enKerr effect
dc.titleImpact des défauts d'aspect sur la propagation d'un laser de puissance
dc.title.enVisual defect impact on high power laser beam propagation
dc.typeThèses de doctorat
dc.subject.halSciences de l'ingénieur [physics]/Optique / photonique
bordeaux.hal.laboratoriesLaboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N) - UMR 5298*
bordeaux.institutionUniversité de Bordeaux
bordeaux.institutionCNRS
bordeaux.type.institutionUniversité de Bordeaux
bordeaux.ecole.doctoraleÉcole doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
hal.identifiertel-02372207
hal.version1
hal.origin.linkhttps://hal.archives-ouvertes.fr//tel-02372207v1
bordeaux.COinSctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:journal&amp;rft.title=Impact%20des%20d%C3%A9fauts%20d'aspect%20sur%20la%20propagation%20d'un%20laser%20de%20puissance&amp;rft.atitle=Impact%20des%20d%C3%A9fauts%20d'aspect%20sur%20la%20propagation%20d'un%20laser%20de%20puissance&amp;rft.au=TOURNEMENNE,%20Florian&amp;rft.genre=unknown


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