Etirement d'implusions courtes avec des réseaux de Bragg fibres pour les chaines lasers de forte puissance

Abstract

Le développement de sources lasers Pétawatt nécessite l’utilisation de la méthode d’amplification par dérive de fréquences (Chirped Pulse Amplification : CPA). Afin de limiter les effets non linéaires, l’impulsion courte de départ doit être étirée temporellement d’un facteur de l’ordre de 104-105. Dans de telles conditions, l’encombrement des étireurs standards à réseaux de diffraction est rapidement un problème. Dans cette optique, nous avons étudié les Réseaux de Bragg Fibrés (RBF) comme solution alternative. Nous avons d’abord effectué une modélisation complète en utilisant la théorie des ondes couplées. Les propriétés générales de ce composant pour l’étirement d’impulsions courtes ont pu ainsi être étudiées. Un algorithme de calcul inverse a été utilisé pour dimensionner des RBF simulant la réponse spectrale d’un étireur standard à réseaux de diffraction. Des RBF de ce type et linéairement chirpés ont été étudiés expérimentalement. Nous avons d’abord caractérisé l’impulsion étirée. La mesure précise du profil temporel par corrélation croisée a mise en évidence des différences entre RBF réel et idéal. Nous avons également mesuré la distribution en fréquences de l’impulsion chirpée (délai de groupe). Nous avons démontré un bon accord avec la loi de phase attendue pour un RBF idéal. La suite de notre étude expérimentale a concerné la recompression de l’impulsion étirée avec un RBF. Pour cela, nous avons utilisé un compresseur standard à réseaux de diffraction. L’impulsion recomprimée a été complètement caractérisée. Pour une impulsion de durée initiale de 280 fs à 1053 nm, un RBF de 28 cm a permis de l’étirer à 1 ns; la durée de l’impulsion recomprimée a été mesuréeà une valeur inférieure à 300 fs. Son contraste était de l’ordre de 10-1. Nous avons ainsi démontré pour la première fois la réalisation expérimentale d’un système hybride constitué d’un RBF comme allongeur et d’un compresseur de Treacy pour la recompression.