{"id":2859,"date":"2024-03-03T19:26:22","date_gmt":"2024-03-03T18:26:22","guid":{"rendered":"http:\/\/s848664668.onlinehome.fr\/Wordpress\/?p=2859"},"modified":"2025-10-07T11:50:05","modified_gmt":"2025-10-07T09:50:05","slug":"laser-a-fibre-pulsee-femtoseconde-en-architecture-cpa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/?p=2859","title":{"rendered":"LASER A FIBRE PULSEE FEMTOSECONDE EN ARCHITECTURE \u00ab\u00a0CPA\u00a0\u00bb"},"content":{"rendered":"
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Lasers \u00e0 fibres puls\u00e9s femtoseconde: \u00abUltrafast\u00bb<\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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La cat\u00e9gorie de lasers \u00e0 fibre femtoseconde nous emm\u00e8ne dans le monde tr\u00e8s compliqu\u00e9 des lasers ultra-rapides. Les lasers ultra-rapides ont g\u00e9n\u00e9ralement des dur\u00e9es d\u2019impulsion de 10 femtosecondes \u00e0 10 picosecondes.<\/h5>\n
Ces sources pr\u00e9sentent d\u00e9sormais un int\u00e9r\u00eat majeur pour de nombreuses applications d\u2019interaction laser-mati\u00e8re car l\u2019effet laser-mati\u00e8re est \u00abathermique\u00bb. La mati\u00e8re est directement transform\u00e9e de l\u2019\u00e9tat solide \u00e0 l\u2019\u00e9tat plasma sans passer par l\u2019\u00e9tat liquide. Cela permet un usinage \u00e0 tr\u00e8s haute r\u00e9solution et est maintenant largement utilis\u00e9 dans les industries des semi-conducteurs, de la chirurgie oculaire et des smartphones.<\/h5>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div><\/section><\/div>\n
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Rofin femtosecond laser 660 M\u00e9gawatts<\/h1>\n\n\n\n
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Cette t\u00eate laser \u00e9tait mont\u00e9e dans un laser Star Femto FX de la soci\u00e9t\u00e9 ROFIN (COHERENT)<\/h5>\n
Elle a \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9e par la soci\u00e9t\u00e9 RAYDIANCE \u00e9galement rachet\u00e9e par COHERENT.<\/h5>\n
Cette t\u00eate laser est une des technologies les plus complexe de laser femtoseconde de table. (une quarantaine de brevets prot\u00e8gent cette t\u00eate laser.<\/h5>\n
Sa principal application est le micro-usinage de n’importe quel mat\u00e9riau sans \u00e9chauffement.<\/h5>\n
Il produit 100’000 pulses par seconde de 660 M\u00e9gawatts\u00a0 ayant une dur\u00e9e de 300fs avec une puissance moyenne de 20W !<\/h5>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div><\/section><\/div>\n

Le principe du verrouillage de mode est \u00e0 la base de l\u2019oscillateur du seeder :<\/strong><\/p>\n

Le principe de Heisenberg stipule que le produit de la largeur de bande spectrale d\u2019amplification et de la dur\u00e9e d\u2019impulsion ne peut pas descendre en dessous d\u2019une valeur donn\u00e9e. En d\u2019autres termes, des impulsions ultra-courtes signifient une large bande passante d\u2019\u00e9mission spectrale. La centaine de femtosecondes signifie la dizaine de nm de largeur de bande spectrale. Les lasers ultra-courts ont toujours une large bande passante d\u2019\u00e9mission avec de nombreux modes de cavit\u00e9.<\/h5>\n
La transform\u00e9e de Fourier d\u2019un peigne de modes d\u2019\u00e9mission donn\u00e9 ne donne une impulsion ultra-courte que lorsque les diff\u00e9rents modes sont tous en phase. Par cons\u00e9quent, la fabrication d\u2019un laser \u00e0 impulsions ultracourtes consiste \u00e0 construire une large cavit\u00e9 d\u2019amplification et \u00e0 ajouter certains \u00e9l\u00e9ments pour que les modes de la cavit\u00e9 soient en phase en modulant les pertes \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la cavit\u00e9. Des modulateurs actifs tels qu\u2019un AOM (Acousto-Optic Modulator) ou un EOM (Electro-Optic Modulator) peuvent \u00eatre utilis\u00e9s. Les versions passives comme le SESAM (Semiconductor Saturable Absorber Media) sont g\u00e9n\u00e9ralement la meilleure solution pour construire un oscillateur ultra-rapide bas\u00e9 sur un laser \u00e0 fibre industrielle.<\/h5>\n
Les cavit\u00e9s verrouill\u00e9es en mode ont une relation directe entre la longueur de la cavit\u00e9 et le taux de r\u00e9p\u00e9tition des impulsions ultra-courtes. Les oscillateurs \u00e0 verrouillage de mode typiques ont une fr\u00e9quence de r\u00e9p\u00e9tition des impulsions dans la plage de 1 \u00e0 100 MHz.<\/h5>\n
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https:\/\/chatgpt.com\/c\/68e4db25-131c-8331-8f47-c6bac24582ed<\/a><\/h5>\n<\/div><\/section><\/div>
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1) Architecture g\u00e9n\u00e9rale (CPA \u2014 chirped pulse amplification)<\/h2>\n

Le StarFemto FX est con\u00e7u selon le proc\u00e9d\u00e9 standard CPA<\/strong> (Chirped Pulse Amplification). Les \u00e9tapes sont typiquement :<\/h3>\n
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  1. \n

    Oscillateur (seed \/ mode-locked)<\/strong><\/h3>\n
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      Un oscillateur femtoseconde stabilis\u00e9 fournit des impulsions courtes (fs) \u00e0 faible \u00e9nergie et r\u00e9p\u00e9tition r\u00e9glable.<\/h3>\n<\/li>\n
    • \n

      Sur les syst\u00e8mes industriels fibre-coupl\u00e9s comme le StarFemto FX, l\u2019oscillateur est souvent un oscillateur \u00e0 fibre (mode-locked) ou un oscillateur solide coupl\u00e9 en fibre servant de source de d\u00e9part.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
    • \n

      \u00c9tireur (stretcher)<\/strong><\/h2>\n
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        Les impulsions sorties de l\u2019oscillateur sont \u00e9tir\u00e9es temporellement<\/strong> (on diminue la puissance de cr\u00eate instantan\u00e9e et on augmente la dur\u00e9e de l\u2019impulsion) afin d\u2019\u00e9viter les non-lin\u00e9arit\u00e9s et la rupture optique pendant l\u2019amplification.<\/h3>\n<\/li>\n
      • \n

        L\u2019\u00e9tireur peut \u00eatre \u00e0 fibres chirp\u00e9es<\/strong> (fiber stretcher) ou \u00e0 r\u00e9seau de diffraction\/gr\u00e9miques ; pour des architectures enti\u00e8rement fibre-coupl\u00e9es on trouve souvent des solutions \u00e0 fibre ou hybrides.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • \n

        Cha\u00eene d\u2019amplification (amplifier)<\/strong><\/h2>\n
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        • \n

          Plusieurs \u00e9tages d\u2019amplification amplifient l\u2019impulsion \u00e9tir\u00e9e : pr\u00e9-amplificateur(s) puis ampli de puissance final.<\/h3>\n<\/li>\n
        • \n

          Dans la gamme StarFemto FX, les amplificateurs sont Yb-dop\u00e9s<\/strong> (Yb-fibre ou solide Yb) ou des cha\u00eenes fibre-coupl\u00e9es, con\u00e7us pour d\u00e9livrer des \u00e9nergies d\u2019impulsion \u00e9lev\u00e9es<\/strong> (\u00b5J \u00e0 centaines \u00b5J) tout en conservant une bonne qualit\u00e9 spatiale.<\/h3>\n<\/li>\n
        • \n

          L\u2019architecture typique reste fibre-coupl\u00e9e \/ fibre-amplifi\u00e9e<\/strong> pour fiabilit\u00e9 industrielle.<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
        • \n

          Compresseur<\/strong><\/h3>\n
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          • \n

            Apr\u00e8s amplification, les impulsions sont recompress\u00e9es<\/strong> pour revenir \u00e0 la dur\u00e9e femtoseconde souhait\u00e9e (ou variable jusqu\u2019\u00e0 quelques ps selon l\u2019application).<\/h3>\n<\/li>\n
          • \n

            Les compresseurs sont souvent des paires de r\u00e9seaux de diffraction (gratings) ou des compresseurs \u00e0 r\u00e9seau de fibre selon le design. Le r\u00e9glage du compresseur permet d\u2019ajuster la dur\u00e9e d\u2019impulsion (et la chirp r\u00e9siduel).<\/h3>\n<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ol>\n
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            En r\u00e9sum\u00e9 : Oscillateur mode-locked \u2192 \u00e9tireur (temporal chirp) \u2192 multi-\u00e9tages d\u2019amplification (Yb\/fibre) \u2192 compresseur (gratings ou design fibre) \u2192 sortie (option de g\u00e9n\u00e9ration des 2e\/3e harmoniques pour 515 nm \/ 343 nm).<\/h3>\n<\/blockquote>\n<\/div><\/section><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":1,"featured_media":2862,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-2859","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-lasers-a-solides"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2859","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2859"}],"version-history":[{"count":16,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2859\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3475,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2859\/revisions\/3475"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/2862"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2859"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2859"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.swissrocketman.fr\/Wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2859"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}