Nouveau procédé dynamique d’analyse et de contrôle du front d’onde synthétique de réseaux de lasers
(Document en Français)
- Thèse consultable sur internet, en texte intégral. (Cette thèse n'est plus confidentielle depuis le01/10/2020)Accéder au(x) document(s) : Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.
- Auteur
- Saucourt Jérémy
- Date de soutenance
- 30-09-2019
- Directeur(s) de thèse
- Desfarges-Berthelemot Agnès - Kermène Vincent
- Président du jury
- Armand Paul
- Rapporteurs
- Rigneault Hervé - Hanna Marc
- Membres du jury
- Desfarges-Berthelemot Agnès - Kermene Vincent - Armand Paul - Leval Julien - Adam Philippe - Moser Christophe
- Laboratoire
- XLIM - UMR CNRS 7252
- Ecole doctorale
- École doctorale Sciences et Ingénierie des Systèmes, Mathématiques, Informatique (Limoges ; 2018-2022)
- Etablissement de soutenance
- Limoges
- Discipline
- Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes
- Classification
- Sciences de l'ingénieur
- Mots-clés libres
- Laser, Combinaison cohérente, Diffusion, Optimisation
- Mots-clés
- Faisceaux laser,
- Cohérence (optique),
- Amplitude de diffusion (physique),
- Ondes -- Diffraction,
- Optimisation mathématique
Des projets futuristes tels que la production d’énergie par fusion nucléaire, ou encore la navigation interstellaire par voiles solaires, requièrent l’utilisation d’une source de lumière de luminance extrême. Dans l’objectif d’augmenter la luminance de sources lasers, mes travaux de thèse ont porté sur la combinaison cohérente de réseaux de lasers. Ils ont conduit au développement d’un nouveau procédé de contrôle compact du front d’onde de synthèse formé par le réseau de faisceaux lasers. Ce procédé permet de sculpter à façon la figure intensimétrique du champ lointain et donc de contrôler la distribution angulaire d’énergie émise par le réseau de faisceaux lasers. Le procédé développé utilise un module convertisseur phase/amplitude intégrant un élément diffuseur. Une méthode de mesure de la matrice de transfert d’un système optique a été développée pour caractériser ce module convertisseur de champ. A tout instant, le front d’onde de synthèse est estimé par une boucle numérique de recouvrement de phase basée sur un algorithme à projections alternées. Ce calcul approché permet d’ajuster progressivement les relations de phases du réseau de faisceaux lasers jusqu’au jeu de phases arbitraire souhaité. Le procédé permet le contrôle d’un front d’onde de synthèse en moins de 10 corrections de phases, quasi-indépendamment du nombre de faisceaux lasers à contrôler. Il est robuste aux défauts environnementaux et indépendant du jeu de phases initiales. J’ai démontré la compacité du système étudié en analysant et contrôlant une pupille de synthèse de 4 cm de côté, constituée de 16 faisceaux, à l’aide d’un module d’analyse mesurant seulement 30 cm. J’ai également montré expérimentalement le contrôle des phases de réseaux de 16 à 100 faisceaux lasers avec des erreurs résiduelles valant respectivement λ/30 et λ/20 rms. Les capacités de cette méthode peuvent être étendues au contrôle des ordres de Zernike supérieurs du front d’onde de synthèse, ou bien plus généralement pour mesurer directement le front d’onde d’un rayonnement cohérent.
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Pour citer cette thèse
Saucourt Jérémy, Nouveau procédé dynamique d’analyse et de contrôle du front d’onde synthétique de réseaux de lasers, thèse de doctorat, Limoges, Université de Limoges, 2019. Disponible sur https://aurore.unilim.fr/ori-oai-search/notice/view/2019LIMO0050