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Endommagement et nettoyage laser des optiques d'installations lasers de puissance

Optique - Optique laser - Optique appliquée Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

Le Laser Mégajoule (LMJ) est une grande installation de physique actuellement en exploitation au CEA-Cesta. Elle permettra d’obtenir et d’observer la fusion thermonucléaire. Le LMJ est constitué de plusieurs milliers de composants optiques de grandes dimensions (typiquement 400 x 400 mm). Ces composants, de qualité optique exceptionnelle, sont soumis à des énergies et puissances laser tellement intenses qu'ils peuvent finir par générer des dommages à leur surface.
Au sein d'un laboratoire en charge des études d'endommagement laser des composants optiques, vous serez emmené à travailler sur un banc laser, nommé MELBA, qui permet de reproduire à petite échelle les caractéristiques des faisceaux du LMJ et d'étudier le lien entre l'endommagement laser des composants optiques et la présence de particules conduisant à dégrader et perturber le faisceau au cours de sa propagation dans l'optique.
Au cours de cette thèse, en collaboration avec une équipe d’ingénieurs et techniciens :
- vous réaliserez les tests d'endommagement laser de composants optiques, présentant des défauts sur les deux faces. L'endommagement sera analysé sur la face de sortie et dans le volume du composant ; - vous réaliserez différents protocoles d'illumination afin de mettre en œuvre des procédures de nettoyage laser ; - vous développerez des outils statistiques permettant de relier une population de défauts aux probabilités d'endommagement ; - vous modéliserez la propagation du faisceau dans le volume de l'optique.
La thèse sera à dominante expérimentale mais également appuyée par des travaux de compréhension et de modélisation des phénomènes physiques mis en jeu. Les tests s’inscrivent dans la compréhension des mécanismes d’endommagement laser et ont, in fine, pour objectif de proposer des solutions conduisant à limiter la dégradation des optiques.
La thèse de déroulera principalement au CEA-Cesta. Le (la) doctorant( e) sera également encadré( e) par un professeur de l’Institut Fresnel à Marseille. La thèse est un partenariat entre le CEA-Cesta et l’Institut Fresnel. Ce dernier possédant des outils complémentaires de ceux qui se trouvent au Cesta, des séjours ponctuels y seront possibles.

Laboratoire

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