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Sommaire: Modélisation de l’interaction d’une impulsion laser ultra-courte avec un diélectrique
Introduction générale
Chapitre I : Les impulsions lasers ultracourtes et ultra intenses
Introduction
Genèse des lasers ultra brefs et ultra intense de type CPA
I.1. La technique d’amplification à dérive de fréquence ‘CPA ‘
I.2. Le contraste temporel d’une impulsion femtoseconde
I.3. Définition mathématique d’une impulsion brève
BIBLIOGRAPHIE DU CHAPITRE Ι
Chapitre II : Principaux mécanismes physique dans l’interaction laser- diélectrique
Introduction
II.1. Concepts généraux de l’interaction laser-solide
II.2. Interaction laser-diélectrique
II.2.1. Mécanismes d’excitation des électrons
II.2.1.1. Photo ionisation
II.2.1.2. Ionisation par avalanche électronique
II.2.2. Mécanismes de recombinaison des électrons de la bande de conduction
II.2.2.1. La recombinaison à trois corps
II.2.2.2. La recombinaison excitonique
BIBLIOGRAPHIE DU CHAPITRE ΙΙ
Chapitre III : Modélisation des phénomènes de claquage dans les diélectriques
Introduction
III.1. La synthèse des travaux réalisés dans le domaine d’interaction laser-diélectrique
III.1.1. Comportement pour des impulsions longues
III.1.2. Comportement pour des impulsions courtes
III.1.3. Déviation à la loi en τ p1/2
III.1.4. Bilan bibliographique sur le claquage optique en impulsions courtes
III.2. Modélisation des processus de claquage dans la silice
III.2.1. Description théorique de notre modèle
III.2.2. Simulation numérique
BIBLIOGRAPHIE DU CHAPITRE ΙΙΙ
Chapitre IV : Résultats et discussion
Introduction
IV.1. Calcul de la densité électronique en fonction du temps
IV.1.1. Calcul de la densité électronique sous l’effet des mécanismes d’ionisation
IV.1.2. Calcul de la densité électronique sous l’effet des mécanismes d’ionisation et de recombinaison
IV.2. Calcul de l’OBT
IV.2.1. Méthode de calcul
IV.2.2. Calcul de l’OBT en fonction de la durée de l’impulsion
IV.2.3. Influence de la densité initiale sur l’OBT
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE DU CHAPITRE ΙV
Conclusion générale
Extrait du mémoire Modélisation de l’interaction d’une impulsion laser ultra-courte avec un diélectrique
Chapitre I: Les impulsions lasers ultracourtes et ultra intenses
Introduction
La génération d’impulsions laser extrêmement brèves et intenses ouvre un vaste domaine de recherche, en particulier pour la physique des plasmas et les interactions laser -matière à très haut flux. Au cours de ces vingt dernières années, le développement des sources lasers femtosecondes a connu un élan considérable, en particulier grâce à l’introduction de l’amplification à dérive de fréquences (Chirped Pulse Amplification ou CPA) en 1985 qui a permis d’envisager l’amplification d’impulsions courtes jusqu’à des niveaux d’énergie très élevés [1]. De plus, l’utilisation, depuis les années 1990, d’un nouveau matériau amplificateur, le saphir dopé au titane, dont les caractéristiques exceptionnelles demeurent quasiment incontournables, permet l’amplification d’impulsions de durée quelques dizaines de femtosecondes à des taux de répétition élevés, de 10 Hz à quelques dizaines de kilohertz. Aujourd’hui, les puissances crêtes atteintes par de tels systèmes dépassent la centaine de Térawatt (1 TW = 10W) avec des installations de taille relativement réduite. Les applications de ces sources pour la physique des plasmas et des particules sont en effet très nombreuses. Par exemple, elles autorisent des expériences telles que la génération d’harmoniques d’ordre élevé, qui génèrent des rayonnements cohérents dans l’ultraviolet lointain. Les hautes intensités ouvrent également la voie à la réalisation de sources X et gamma, à la génération d’impulsions attosecondes ou encore à l’accélération de particules (électrons, protons). Enfin, les durées très brèves des impulsions permettent l’étude résolue en temps de phénomènes ultra-rapides biologiques, chimiques… [2]
Modélisation de l’interaction
L’ambition actuelle du développement des lasers femtosecondes est l’augmentation de l’intensité crête, aujourd’hui au mieux de l’ordre de 10 21W.cm -2 , pour ouvrir des voies nouvelles de recherche dans le domaine des plasmas relativistes [2]. L’augmentation de l’intensité requiert à la fois l’optimisation de l’énergie disponible, la réduction de la durée de l’impulsion, ainsi que l’amélioration de la qualité de focalisation du faisceau. Le développement de telles sources est aujourd’hui limité par plusieurs verrous, scientifiques et technologiques. L’un de ces verrous réside dans le problème du contraste temporel de l’impulsion femtoseconde.
Modélisation de l’interaction
La notion de contraste désigne le rapport d’intensité entre l’impulsion proprement dite et son piédestal, constitué par l’émission spontanée amplifiée (Amplified Spontaneous Emission ou ASE). Le problème est alors posé par l’amplification de l’émission spontanée. L’ASE correspond à une émission laser qui va se former au sein de tous les composants de la chaîne laser qui possèdent des éléments capables d’amplifier un signal laser. Dans ce chapitre en va voire comment en peut amélioré ce contraste par la méthode des miroirs plasma.
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