PETAL : architecture laser

La chaîne laser PETAL est basée sur la technique OPCPA (Optical Parametric Chirped Pulse Amplification) combinant amplification d’impulsion à dérive de fréquence (CPA – voir schéma ci-dessous) et amplification paramétrique optique (OPA – voir schéma ci-dessous).

cpa
opa

Le pilote de PETAL consiste en un oscillateur à saphir dopé au titane à modes bloqués, un étireur de type Öffner et un module préamplificateur OPA. Il délivre des impulsions IR (1053 nm) de 100 mJ en 4,5 ns avec une largeur spectrale de 8 nm.

pilotePETALSchéma du pilote de PETAL.

La section amplificatrice de PETAL a l’architecture d’un faisceau 37 x 35,6 cm2 du Laser MégaJoule. Elle est dotée d’un système de corrections du front d’onde et du chromatisme (CROCO) original et délivre, après quatre passages dans le milieu amplificateur (16 plaques de verre dopé néodyme), des impulsions de ~6 kJ en 1,7 ns et de largeur spectrale 3 nm.

Pour plus d’information sur CROCO, lire : Delay interferometric single-shot measurement of a petawatt-class laser longitudinal chromatism corrector, Cl. Rouyer et al., Optics Express 15,2019 (2007)

La compression s’effectue en deux étapes : un premier compresseur, à l’air, réduit la durée de 1,7 ns à 350 ps; puis un second compresseur, sous vide, permet d’atteindre 0,5 ps.

compresseurPETALSchéma du système de compression d’impulsion de PETAL.

Le système de focalisation consiste en un miroir parabolique hors axe suivi par un miroir de pointage. La longueur focale est de 7,8 m et la tache focale un diamètre de 50 µm, ce qui permet d’atteindre des intensités supérieures à 1020 W/cm2 sur cible.