Lasers ultra-courts et ultra-intenses, principe, grands projets et applications.
L’objectif de cette conférence est de faire le point sur les technologies laser permettant de produire et d’amplifier des impulsions ultra-courtes et très intenses. Deux révolutions technologiques majeures des années 90, l’amplification à dérive de fréquence et la découverte des cristaux de saphir dopé au titane, ont permis l’émergence d’oscillateurs produisant des impulsions de moins de 5 fs (5 10- 1 5 s) mais aussi d’amplificateurs permettant d’atteindre des énergies de plusieurs dizaines de Joules et donc des puissances crêtes de plusieurs centaines de térawatts !!!
Durant cette conférence, je présenterai dans un premier temps le principe de la génération et de l’amplification d’impulsions femtosecondes et les performances des chaines lasers actuelles.
Je présenterai ensuite le projet de l’Institut de la Lumière Extrême (ILE) qui vise à développer sur le Plateau de Saclay un laser produisant des impulsions de moins de 15 fs avec une énergie de 150 J correspondant donc à une puissance crête de 10 PW (101 6 W). J’insisterai sur les spécificités de ce projet en situant ses caractéristiques par rapport à d’autres grands projets d’installation laser dans le monde comme les projets NIF ou laser Megajoule (en cours) ou le projet Hiper (à venir).
Dans la dernière partie de l’exposé, j’aborderai quelques exemples d’applications de ces lasers à impulsions ultra-courtes qui, initialement, ont été développés pour des applications en spectroscopie non linéaire résolue en temps.
Depuis, de nombreux domaines scientifiques bénéficient des avancées technologiques de ces sources laser. Je commencerai par l’utilisation d’oscillateurs laser en microscopie de fluorescence, puis j’aborderai les applications des sources haute cadence en micro-usinage athermique et pour la chirurgie réfractive de la cornée, opération couramment utilisée en ophtalmologie. Ensuite, j’évoquerai quelques exemples d’applications en
physique des hautes intensités comme l’accélération d’électrons par plasma ou la production de rayonnement secondaire de protons de haute énergie pour des applications futures en protonthérapie.
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