Gestion de nos Plateformes laser
Depuis plus de trente ans, le LIDYL possède et met en œuvre un parc de plateformes laser de haut niveau basé sur des lasers femtosecondes intenses. Le laboratoire s’est toujours donné pour objectif de faire évoluer son parc de plateformes de manière à concilier bonne fiabilité et évolution des technologies.
La gestion des lasers est prise en charge par l’équipe utilisatrice dans les cas de systèmes de taille moyenne ou par l’équipe SLIC pour les plateformes multiutilisateurs de plus grande taille. L’équipe SLIC gère ainsi actuellement les lasers des plateformes UHI100 et ATTOLab.
La plateforme Nanolight du LIDYL est située dans un laboratoire de 85 m² sur le site du CEA à l’Orme des Merisiers.
Basée sur un laser à fibre Ytterbium avec un taux de répétition de 100 kHz, pompant un système OPCPA (FASTLITE STARZZ), elle délivre trois lignes de faisceaux femtosecondes :
- 1 µm, 46 fs, 300 µJ
- 1.8 µm, 40 fs, 15 µJ, CEP stable
- 2.4 µm, 80 fs, 13 µJ.
Une ligne de faisceau XUV, avec des énergies de photons allant jusqu’à 60 eV et un taux de répétition de 100 kHz, ainsi que des équipements auxiliaires sont disponibles pour un large éventail d’applications, allant de la physique des champs forts dans les semi-conducteurs et les diélectriques, à la génération d’harmoniques d’ordre élevé dans les cristaux, la nanoplasmonique ultrarapide, l’imagerie nanométrique femtoseconde sans lentille, la détection de front d’onde et la lithographie.
Gestion du laser FAB1-10 de la plateforme ATTOLAB
La plateforme ATTOLab associe depuis 2016 le laser FAB1-10, des dispositifs générant ses impulsions XUV femto/attosecondes par génération d’harmoniques élevées dans les gaz et des stations expérimentales pour la dynamique ultrarapide en phase gazeuse et solide.
L’équipe SLIC est plus particulièrement en charge du laser FAB1-10.
Basé sur la technique de l’amplification d’impulsions à dérive de fréquence dans le Titane-Saphir, le laser FAB1-10 est conçu pour délivrer à 1kHz et 10 kHz des impulsions ultrabrèves stabilisées en CEP (Carrier Enveloppe Phase).
L’architecture du laser FAB1-10 est représentée sur la figure ci-dessus. FAB1-10 comprend un « front-end » constitué de l’oscillateur, de l’étireur et de 3 étages préamplificateurs fonctionnant à 10 kHz.
Les second et troisièmes étages préamplificateur, respectivement de type régénératif et simple passage, comprennent deux cristaux selon la configuration originale co-développée par notre équipe et la société Amplitude-Technologies (Golinelli et al., OPTICS LETTERS 42 (12), 2326 (2017).
Le « front-end » alimente deux amplificateurs de puissance multipassages refroidis cryogéniquement fonctionnant respectivement à 1 kHz (voie FAB1) et 10 kHz (voie FAB10).
La puissance moyenne après compression est de 15W pour FAB1 et 20W pour FAB10. Les principales performances obtenues pour les voies FAB1 et FAB10 sont rassemblées dans le tableau ci-dessous.
| Voie laser | Taux rep | Durée d’impulsion | Energie/impulsion | Energie stabilité (rms) | CEP stabilité (Tir à tir) |
| FAB1 | 1 kHz | 24 fs | 15 mJ | 0,8% | <350 mrad |
| FAB10 | 10 kHz | 23 fs | 2 mJ | 1% | <260 mrad |
Les capacités du laser FAB1-10 ont été récemment accrues par le développement et la mise en placesur SE1 d’un système de post-compression basé sur une fibre tendue produisant à 1 kHz en routine des impulsions ultra courtes de 3,8 fs avec un niveau d’énergie de 2,5mJ. Ce dispositif a été utilisé pour une première expérience en 2022.