PROJET CONVERGENCE

Prototypage de laser haute énergie haute puissance moyenne

La création de ces outils de valeur pour le prototypage de laser haute énergie haute puissance moyenne constituera un atout important dans le déploiement des feuilles de route stratégique des industriels du laser en Nouvelle-Aquitaine.

Depuis leur avènement dans la 2ème moitié du XXème siècle, les technologies laser ont profondément marqué nos sociétés. Des télécommunications à de nouveaux modes de traitements médicaux, des applications du quotidien comme les scanners de code-barres aux procédés pour l’usine du futur, les lasers ont permis de développer des innovations dans de nombreux domaines. Les lasers à fibre, en particulier, ont permis de déployer des architectures robustes et performantes, compatibles avec des applications industrielles. Le laser à fibre a d’ailleurs été jusqu’à présent la clé de voûte de la filière laser en Aquitaine, portée par des entreprises comme Amplitude Systèmes, Eolite Lasers, Azur Light Systems, et plus récemment les start-ups Muquans et Spark Lasers.

Cependant, l’architecture laser à fibre possède des limites inhérentes à des phénomènes d’optique non linéaire et d’endommagement laser qui limitent intrinsèquement l’énergie et la puissance moyenne disponible de ces systèmes. A contrario, des architectures « état solide » (par exemple, « thin-disk » ou « slab ») sont fondamentalement évolutives, permettant de démultiplier l’énergie par impulsion en redimensionnant la taille du milieu à gain.

CONstruire l'élévation en énergie et en cadence des lasers industriels

Nécessité de maîtriser une technologie de cœur pour disposer de faisceaux impulsions courtes haute énergie haute cadence pour applications rayonnements secondaires et accélération de particules.

ALPhANOV propose de développer cette maîtrise technologique et de la diffuser dans les projets lasers stratégiques des partenaires de l'alliance.

Installations

Technologies

L’objectif principal du projet CONVERGENCE est de concevoir et réaliser des technologies-clé pour assurer la montée en énergie et en puissance moyenne des lasers.

 

Fort du savoir-faire de ses partenaires en matière de conception et de développement de sources laser, le projet vise le déploiement de têtes d’amplification laser opérant sur les régimes de fonctionnement inédits et permettant d’adresser des applications variées.

 

Le projet est découpé en trois volets :

VOLET PEARL

 

Ce volet vise la constitution d’une plateforme rassemblant des caractérisations et bancs d’instrumentation nécessaires au développement de têtes amplificatrices en haute énergie et haute puissance moyenne. Cette plateforme sera localisée à l’Institut d’optique d’Aquitaine (collaboration ALPhANOV, Amplitude Systèmes et CELIA).

VOLET PROCESS

 

Ce volet porte sur le développement de procédés de « contactage » dédiés aux architectures laser de haute puissance. Il concerne les procédés de collage, de frittage et de brasage nécessaire à l’assemblage de composants optiques, notamment les « thin disks » (collaboration principale ALPhANOV et Amplitude Systèmes) et cristaux non linéaires (collaboration principale ALPhANOV et CELIA), permettant d’atteindre les régimes de haute puissance.

Volet PROMETHEE+

 

Ce volet concerne le développement d’une tête d’amplification basée sur les briques technologiques issues du programme PROMETHEE mené par Amplitude dans le régime 100 W/1 kHz@1 µm. Cette nouvelle tête permettra de gérer les problématiques thermiques et d’atteindre le régime kW (collaboration ALPhANOV et Amplitude Systèmes). C’est ce démonstrateur PROMETHEE+ qui sera exploité comme source de photons pour la conversion X dans le projet XPulse.