Caractérisation du matériau Nd : Lu : CaF2 pour l'amplification laser à 1053 nm

Abstract

Le laser Mégajoule, dédié à l’interaction laser-matière pour la physique des hautes énergies est composé de modules pré-amplificateurs (MPA) devant respecter une qualité de faisceau exigeante. Les MPA actuels utilisent des matériaux verre phosphate dopé au Néodyme pour un fonctionnement à 1053 nm. Leur cadence de tir est cependant limitée à 1 tir / 5 min à cause de leur faible conductivité thermique. Il serait intéressant d’augmenter cette cadence pour optimiser le temps alignement des optiques ou réaliser des diagnostics sur l’installation laser. Pour augmenter la cadence de tir des MPA, nous proposons de changer le matériau actuel par du Nd :Lu :CaF2 de conductivité thermique dix fois plus élevée en vue d’atteindre une cadence de répétition de 10 Hz. Dans ce travail de thèse, nous présentons une étude des effets thermomécaniques induits par un pompage diode inhomogène et transverse, de fluence 13 J/cm2. Nous présentons les mesures de biréfringence résolues spatialement avec un montage en polariseur-analyseur croisés. La distribution des contraintes thermomécaniques associées est reconstruite par un modèle de simulation avec le logiciel COMSOL®. Enfin, une étude de l’influence de l’orientation cristalline du Nd :Lu :CaF2 est développée afin d’expliquer la disparité de biréfringence induite mesurée entre les échantillon de Nd :Lu :CaF2.