Temporal Measures and controls in ultrafast laser domain.

Mesures et contrôles temporels dans le domaine des lasers ultrabrefs.

Thomas Oksenhendler (1)

1 LOA - Laboratoire d'optique appliquée

This work presents the development of a streak camera "jitter free" sweep unit synchronized on a femtosecond laser. This application of high voltage photoconductive switches ("High voltage A! uston switch") yields subpicosecond resolution for accumulated images on streak camera on a few hundreds microjoule femtosecond laser. Two others applications of these photoconductive switches are studied: - ultrafast optical commutation by a Pockels cell directly driven by a photoconductive switch (rising edge<100ps and jitter <2ps), - laser pulse energy self-stabilization experimentally proving that driving a Pockels cell by a photoconductive switch can increase the stability of the laser pulse energy from 7% to 0.7%rms. Additionally, the application of the acousto-optical programmable dispersive filter (Dazzler TM) to the self referenced spectral phase measurement is presented. As these measurements require a linear filter combined with a non linear filter, it is possible to replace the complete linear part (generally a complex optical set-up) by the Dazzler TM leading to new kind of linear filters and new measurements. Thus base-band autocorrelation and time-domain SPIDER (SPIDER by Fourier transform spectroscopy) have been demonstrated experimentally for the first time.

Cette thèse présente le développement d'un système de balayage de caméra à balayage de fente parfaitement synchronisé avec un laser impulsionnel femtoseconde. Cette application des photoconducteurs rapides ("commutateurs Auston") haute tension, permet d'obtenir des résolutions de caméra à balayage de fente subpicoseconde en mode d'accumulation d'images, avec des lasers d'énergie quelques centaines de microJoules par impulsion. Deux autres applications de ces photoconducteurs haute tension sont étudiées : - La commutation optique par une cellule de Pockels ultra-rapide de temps de montée inférieure à 100ps ayant une gigue temporelle inférieure à 2ps. - La stabilisation en énergie des impulsions laser ultrabrèves, coup par coup, à l'aide d'une cellule de Pockels commandée par un photoconducteur. Le photoconducteur (commandé en avance par une impulsion extraite de l'impulsion principale) commande la cellule de Pockels à diminuer les fluctuations. Une première expérience montre une amélioration d'un ordre de grandeur (de 7% à 0.7%). Parallèlement, une application du filtre acousto-optique dispersif programmable (Dazzler TM) à la mesure de la phase spectrale des impulsions femtosecondes est présentée. Les méthodes de mesures temporelles résultant d'un filtrage linéaire suivi d'une détection non linéaire, il est possible de réaliser la fonction de filtrage linéaire par le Dazzler TM remplaçant le montage optique souvent complexe. Il a été ainsi réalisé expérimentalement pour la première fois des mesures d'autocorrélation en bande de base et d'interférométrie spectrale à décalage par transformée de Fourier (Time-domain SPIDER).

Mots clés: Streak camera synchronization; Spectral phase measurement; Pulse shaping; Laser pulse energy stabilization

Mots clés: Caméra à balayage de fente; Mesure femtoseconde; Stabilisation d'énergie des impulsions laser; Façonnage d'impulsion laser femtoseconde

Domaines: Optique [physics.optics]

Thomas Oksenhendler. Mesures et contrôles temporels dans le domaine des lasers ultrabrefs.. Optique [physics.optics]. Ecole Polytechnique X, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00001347⟩