– UBICUIL

Les lasers femtoseconde sont maintenant largement disponibles pour des applications allant de la science des matériaux, la biologie, la médecine à la physique des ultra hautes intensités (UHI). Dans le cas de la physique des UHI, des rayons X et des impulsions attoseconde sont générés, des ions et des électrons sont accélérés grâce aux laser femtoseconde multi-TeraWatt. Des projets nationaux et Européens veulent porter la physique des UHI à des intensités supérieures en proposant des lasers femtoseconde plus courts et plus énergétiques. Le projet européen ELI en est l'exemple le plus emblématique (Extreme Light Infrastructure). Le projet d'Institut de la Lumière Extrême (ILE) est un premier pas vers ELI, soutenu par la région Ile de France. Il s'agit d'un laser multi-Joule de 15 fs en durée. La réussite de ces grands projets dépend du transfert de technologies des laboratoires de recherche vers ces structures de grands instruments avec des exigences contraignantes de fiabilité, performances et intégration. Nous croyons en ce rôle des petites équipes en laboratoires de proposer à ces structures des solutions lasers innovantes fondées sur la recherche fondamentale en optique non-linéaire. Les projets ELI et ILE exploiteront les technologies femtosecondes classiques à base d'amplification à dérive de fréquence dans des cristaux de Ti:Sa (CPA) ou par amplification paramétrique (OPCPA). Quelle que soit la solution technique adoptée, ces amplificateurs devront être injectés par des impulsions ultracourtes de haute qualité. Idéalement, ces injecteurs devront délivrer des impulsions avec les caractéristiques suivantes: une énergie de quelques milliJoules, un spectre Gaussien d'une largeur d'environ 300 nm centré à 800 nm, correspondant à des impulsions sub-10 fs, et une dérive de phase porteuse contrôlée. Plus important encore, ces impulsions ultracourtes devront posséder un très fort contraste temporel exempt de tout piédestal de longue durée. Notre projet est de construire un tel laser à partir de notre savoir faire en laser et en optique non linéaire. Ces dernières années, nous avons démontré un effet non linéaire du troisième ordre : la génération de polarisation croisée (XPWG). Cette technique permet un nettoyage efficace du profil temporel des impulsions femtosecondes. Nous avons breveté cette technique de filtrage pour des impulsions laser femtoseconde conventionnelles. Récemment, nous avons démontré l'extension de cette technique à des impulsions plus courtes (sub-10 fs). De plus nous avons développé un laser milli-Joule de quelques cycles optiques (< 5 fs) stabilisé en phase absolue. D'une certaines manière, nous avons une grande partie des pièces du puzzle pour réaliser l?injecteur laser idéal. L'ensemble de nos activités de recherche et de développement sont menées en partenariat avec des sociétés commercialisant des laser femtoseconde de pointe (Femtolasers GmbH, Amplitude Technologies, Thales Laser, Fastlite). Ces liens industriels facilitent le transfert de technologie vers des systèmes intégrés utilisables par des structures de plus grande échelle.