Reconstruction de fronts d’onde multi-spectraux à partir de motifs de « speckle » mesurés

La meilleure qualité spatio-temporelle possible d’une impulsion laser ultra-courte focalisée est un facteur clé dans les expériences reposant sur l’intensité maximale et/ou la durée la plus courte. Ces impulsions sont naturellement à large bande et peuvent donc avoir des fronts d’onde différents selon les fréquences. La mise en œuvre de mesures précises du front de phase résolu spectralement s’est avérée difficile.

Sous la direction de Slava Smartsev du groupe APPLI du LOA et d’Aaron Liberman de l’Institut Weizmann des sciences, en Israël, une approche nouvelle et techniquement simple a été mise au point pour mesurer le front d’onde résolu spectralement d’une impulsion laser ultracourte.

Cette méthode peu intrusive, appelée IMPALA (Iterative Multispectral Phase Analysis for LAsers), consiste à placer un masque avec des trous d’épingle spécialement disposés sur le trajet du faisceau avant l’optique de focalisation, à imager le motif de « speckles » produit au foyer et à en extraire le front d’onde laser résolu spectralement au moyen d’un algorithme itératif.

Lors d’une première démonstration expérimentale sur le système laser Ti:saphir 30-fs de la Salle Noire 3 du LOA, des aberrations chromatiques, telles que l’inclinaison du front d’impulsion (PFT), la courbure du front d’impulsion (PFC), et les aberrations d’ordre supérieur introduites par une lentille sphérique ont été récupérées avec précision.

La simplicité et l’évolutivité de cette méthode, combinées à sa compatibilité avec des acquisitions à tir unique, en font un solide complément aux outils existants pour les installations laser à haute intensité.