Une nouvelle génération de lasers ultra rapides
Les lasers ultra rapides génèrent des impulsions lumineuses qui ne durent que quelques femtosecondes. Ils sont importants pour de nombreux processus industriels. Ils sont utilisés dans des domaines aussi variés que la correction de la vision, la fabrication de cellules solaires et la métrologie de semi-conducteurs. Dans les laboratoires scientifiques ou en entreprise, on peut trouver deux types de lasers générant des impulsions courtes. D'une part les lasers au saphir, capables d'impulsions très courtes avec une puissance et une fréquence de répétition modérées. De l'autre les lasers à l'ytterbium, dotés d'une forte puissance et d'une fréquence de répétition très élevée, mais dont les impulsions ne sont pas très courtes. Dans le cadre du projet FLAME (Femtosecond light amplifiers in the megahertz regime), quatre entreprises d'Europe et deux institutions de recherche se sont associées pour réaliser un laser ultra rapide innovant, qui offre le meilleur des deux techniques. Les membres du projet ont mis au point une source de lumière capable de générer deux millions d'impulsions très courtes et très énergétiques par seconde. De plus, la longueur d'onde peut être ajustée sur tout le spectre visible et le proche infrarouge. Les travaux du projet ont permis de réaliser un laser ultra rapide avec une fréquence de répétition supérieure de deux ordres de magnitude, une durée d'impulsion inférieure d'un ordre de magnitude, et une puissance moyenne supérieure à celles des amplificateurs lasers du commerce, des lasers à fibre et des oscillateurs à petit nombre de cycles. Les chercheurs ont utilisé l'amplification paramétrique optique, un processus d'optique non linéaire, pour transférer l'énergie d'une impulsion à une autre. Ils ont ainsi obtenu des impulsions ultra courtes, puissantes et avec une fréquence élevée. Outre leurs travaux sur les sources laser ultra rapides, les membres de FLAME ont développé une nouvelle instrumentation dédiée pour la détection. Ils ont ainsi mis au point des détecteurs sophistiqués pour l'imagerie d'ions et d'électrons, adaptés aux travaux expérimentaux conduits avec leurs nouveaux systèmes laser. Le projet FLAME a mis au point une nouvelle génération de lasers femtoseconde, avec des impulsions puissantes et une fréquence de répétition dans les mégahertz, qui devrait conduire de nouveaux acteurs à élargir le marché des lasers ultra rapides.
Mots‑clés
Lasers ultra rapides, fréquence de répétition, impulsions courtes, imagerie d'ions, mégahertz
