Article dossier jeunes | La défense | Le laser : un concentré de lumière
Les lasers de recherche au cea (3/5)
Mis à jour le mars 2011
Le laser : un concentré de lumière
- La lumière laser
- Les différents lasers
- Les lasers de recherche au cea
- Les lasers industriels
- Indispensable mais…attention !
| Le CEA a conçu et développé des lasers de puissance pour des recherches tant pour la Défense que pour le civil. En effet, la Ligne d’intégration laser (Lil) et le laser Mégajoule sont des lasers dédiés à la physique des armes nucléaires. Ils répondent également aux études de base sur la physique de la matière aux hautes densités d’énergie (plasmas, fusion nucléaire…). D’autres lasers permettent au même titre des avancées scientifiques. C’est le cas du laser Femtoseconde qui donne la possibilité de suivre le mouvement des atomes au millionième de millionième de seconde ou le laser Térawatt qui est utilisé pour déterminer les interactions d’une lumière intense sur la matière. LA LIGNE D'INTÉGRATION LASER (LIL), UN PROTOTYPE Ce laser est un prototype mis en service en 2002 permettant de valider les choix conceptuels et technologiques prévus pour le futur laser Mégajoule. Il comporte huit faisceaux identiques qui sont tous orientés sur une même cible. La convergence de ces faisceaux sur une cible permet d’étudier la fusion par “confinement inertiel”. Actuellement, cet équipement est le laser opérationnel le plus grand au monde jusqu’au démarrage du laser Mégajoule. L’énergie de ce laser est très grande par rapport aux autres lasers. Or les optiques et les milieux amplificateurs de la lumière laser ne peuvent pas supporter une trop grande densité de puissance. Pour éviter la destruction de ces composants, il faut répartir la puissance lumineuse sur une grande surface. C’est pourquoi les “laseristes” ont eu recours à des amplificateurs de grande dimension, d’une technologie plus élaborée. Ainsi, la Ligne d’intégration laser a une longueur de 150 m, une largeur de 70 m et une hauteur de 23 m. LE LASER MÉGAJOULE, LE PLUS GRAND Avec ses 240 faisceaux (soit 30 Lil), le laser Mégajoule devra, en 2010, délivrer une énergie lumineuse de 1,8 million de joules. Il sera notamment capable de porter à une température de 70 millions de degrés quelques dixièmes de milligrammes d’hydrogène. Pour cela, ses faisceaux convergeront vers une cible laser (coquille de quelques millimètres de diamètre) remplie d’un mélange d’isotopes d’hydrogène. Pour amener l’énergie jusqu’à la cible, une impulsion laser de très faible énergie est amplifiée progressivement, sur une très grande distance (450 m). Le laser Mégajoule se déploiera sur 300 m de longueur, 160 m de largeur, contenant quatre halls laser de 128 m de longueur et 14 m de hauteur. Ces installations sont nécessaires pour garantir le fonctionnement et la sûreté des armes nucléaires en l’absence d’essais. Elles contribuent également à mieux comprendre le fonctionnement des étoiles et plus particulièrement du Soleil. LE LASER TÉRAWATT PETIT ET PUISSANT Ce type de laser présente l’avantage d’être très compact. Il est cependant moins énergétique. Il délivre un faisceau de grande qualité optique. Son éclairement peut atteindre 1018 W/cm2, soit la concentration sur un centimètre carré de la lumière émise par 10 millions de milliards d’ampoules de 100 W. LE LASER FEMTOSECONDE, L'ULTRARAPIDE Grâce à la faible durée de ses impulsions, le laser Femtoseconde permet d’atteindre des puissances élevées avec une grande résolution temporelle. On peut ainsi étudier des phénomènes extrêmement fugitifs tels qu’une réaction chimique. Le laser Femtoseconde est alors utilisé comme un appareil photo dont le temps de pause est suffisamment court pour suivre le mouvement des atomes, on parle de laser “sonde”. En faisant varier le retard entre l’impulsion laser et le déclenchement de la réaction chimique, on en reconstitue le “film” dont la durée totale est typiquement de l’ordre d’un millionième de millionième de seconde. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
.jpg)
.jpg)