Impact des propriétés physico-chimiques des revêtements SiO2/HfO2 sur les performances optiques et le vieillissement des composants des lasers de puissance

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Couches minces optiques, Propriétés physico-Chimiques, Vieillissement

Mots-clés

Lasers de puissance,

Couches minces,

Laser Mégajoule,

Matériaux optiques - Propriétés physico-chimiques

Le laser Mégajoule est une installation laser de puissance conçue pour simuler la réaction de fusion en conformité avec le traité TICE de 1996 qui stipule l’arrêt des essais nucléaires. Le déclenchement la réaction est effectué par confinement inertiel laser, nécessitant d’amplifier les faisceaux pour atteindre 1,3 MJ dans l’UV sur la cible de deutérium-tritium. Un phénomène de vieillissement des polariseurs rend les composants obsolètes à l’échelle de plusieurs années, induisant une perte de transmission des lasers. Pour en évaluer les causes, des revêtements ont été fabriqués à partir de silice et de dioxyde d’hafnium par évaporation avec et sans assistance plasma. Ces techniques de dépôt aboutissent à des couches respectivement sensibles et insensibles à l’humidité. Les études menées mettent en évidence un phénomène de décalage spectral des performances optiques des composants à l’échelle de plusieurs années, attribué à la modification de la structure des couches de silice du polariseur. Le modèle proposé suggère une modification des propriétés des revêtements par diffusion d’eau et hydrolyse des couches de silice. Les couches denses et peu sensibles à l’humidité ralentissent la modification de la structure de silice. Pour s’affranchir de ces instabilités la meilleure solution envisagée est d’effectuer un traitement hydrothermique lors du procédé de fabrication pour accélérer les phénomènes de vieillissement et stabiliser les composants avant usage.