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Architecture du laser APOLLON


Le schéma laser est basé sur une architecture hybride.

Pilote

Le pilote repose sur la technologie de l'amplification paramétrique optique à dérive de fréquence (OPCPA). La solution retenue délivre des impulsions de l’ordre de 30 mJ, d’une durée supérieure à la nanoseconde et d'une largeur spectrale compatible avec une compression à 10fs, à un taux de répétition supérieur à 20 Hz.

Section amplificatrice

La section amplificatrice, constituée de quatre étages successifs, vise - compte tenu des ressources actuellement disponibles - à atteindre une énergie par impulsion de 140 J avec un spectre permettant d’obtenir, après compression, une durée de 15 fs (pour une énergie de 75 J, soit 5 PW). Le milieu amplificateur retenu pour atteindre ces objectifs est le saphir dopé au titane. Les cristaux des deux derniers étages (30 J et 140 J) sont pompés par un laser ATLAS Thalès délivrant 100 J à 527 nm et par le laser CNE400 développé par Continuum (Amplitudes Technologies) et délivrant 650 J dans l’IR puis 400 J après doublage de fréquence.

Compression et transport

Plusieurs systèmes optiques permettent de contrôler les performances finales du système (en termes de durée d’impulsion et de contraste). Un étireur de type Öffner au pilote permet d’allonger la durée de l’impulsion de 10 ps à 1 ns et de transmettre une bande spectrale de 200nm, avec un minimum d’aberration. Un compresseur local, à l'air, permet de comprimer une partie de l’impulsion (~10 mJ) en sortie du pilote afin de tester la qualité de la compression (durée, contraste) avant amplification. Un compresseur sous vide permet de comprimer l’impulsion de 140 J à 15 fs pour obtenir 5 PW : un schéma de compresseur monolithique sous vide à 4 réseaux 910 x 455 mm2 a été retenu. Un compresseur annexe permet d'obtenir le faisceau 1 PW.

Commande-contrôle et supervision

Le système de contrôle-commande et supervision (C2S) d'APOLLON doit couvrir à terme les besoins des utilisateurs, exploitants et expérimentateurs, de l'installation pour : (i) assurer la sécurité collective des personnels, (ii) distribuer les signaux de synchronisation et des déclenchements nécessaires, (iii) conduire et superviser la machine laser, (iv) acquérir les données produites par les diagnostics laser et expérimentaux, (v) fournir les fonctions de sécurité fonctionnelle afin de préserver l'intégrité de la machine et (vi) gérer les systèmes de gestion de bases de données et fournir des interfaces pour les consulter. Le choix du système Tango comme système de contrôle distribué pour APOLLON a été officiellement communiqué au printemps 2011.

Maquette numérique