Conguration bispeckle

(a) Tache focale pour f/12. (b) Tache focale pour f/9.

Figure III.3.2  Taches focales du faisceau I1 au plan de meilleure focalisation pour les deux ouvertures utilisées.

Expérimentalement, les caractéristiques du speckle sont évaluées par analyse de l'image de la tache focale du faisceau d'interaction mesurée dans le vide, présentée sur la gure III.3.2. Celle-ci présente de légères variations selon l'expérience, du fait de l'ouverture diérente. Il est donc nécessaire de préciser les caractéristiques de la tache focale pour chacune des deux ouvertures. Dans la suite, la tache focale considérée sera à chaque fois précisée.

Pour une ouverture de f/12, la tache focale obtenue est d'un diamètre φ =15 µm FWHM, contenant 35 % de l'énergie totale. On mesure aussi la profondeur focale, présentée sur la gure III.3.3, qui montre que les taches focales restent quasiment identiques à ±200 µm par rapport au plan focal du meilleur foyer, donnant φ =15 µm FWHM avec toujours 30 à 35 % de l'énergie. Ces mesures expérimentales sont en accord avec les valeurs théoriques du faisceau

III.3. Le faisceau d'interaction 61 focalisé à la limite de diraction III.3.1 et III.3.2 qui donnent ρg ≈13 µm et zg ≈500 µm

car le faisceau est de bonne qualité grâce au miroir déformable qui corrige le front d'onde (Wattellier et al., 2003).

Figure III.3.3  Images de la tache focale dans le vide pour une ouverture f/12 à diérents plans selon l'axe de propagation permettant d'estimer la profondeur focale.

Figure III.3.4  Images de la tache focale dans le vide pour une ouverture f/9 à diérents plans selon l'axe de propagation permettant d'estimer la profondeur focale.

Une ouverture de f/9 quant-à elle, donne une tache focale de φ =13 µm FWHM, contenant 25 % de l'énergie. La gure III.3.4 montre qu'à -200 µm, la tache s'élargit et présente un

diamètre à mi-hauteur de 15 µm et atteint 17 µm FWHM à +200 µm. Ici aussi les mesures expérimentales restent proches des valeurs théoriques limites, qui donnent ρg ≈10 µm et

zg ≈300 µm, même si elles présentent un léger écart. La qualité du faisceau est moins bonne

à plus grande ouverture ce qui se traduit par un diamètre légèrement plus grand que la valeur théorique du diamètre à la limite de diraction.

Ces mesures sont donc cohérentes et valident le fait que la profondeur focale est plus étendue pour l'ouverture f/12 que pour f/9. De plus, le faisceau est focalisé à sa limite de diraction pour une ouverture de f/12, et très proche de sa limite pour f/9.

III.3.2 Conguration bispeckle

L'une des particularités de l'installation ELFIE est sa possibilité d'orir un second fais- ceau court indépendant du premier avec la possibilité de les rendre colinéaires. C'est cette particularité qui a rendu possible toute l'étude réalisée durant cette thèse. En eet, grâce à ces deux faisceaux, il est possible d'obtenir deux speckles totalement indépendants et sans jitter qui permettent d'observer l'inuence d'un speckle sur un autre.

Figure III.3.5  Zone d'interaction entre les deux faisceaux I1 et I2.

Par simplicité, on les nommera I1 et I2, respectivement pour Interaction 1 et 2. On précise dès à présent que dans le cas de la conguration monospeckle présentée précédemment, c'est le faisceau I1 qui est utilisé par défaut. Le faisceau I2 est aussi à la longueur d'onde fondamentale et comprimé de manière indépendante à une durée de 1.5 ps FWHM. Pour obtenir les deux speckles, I1 et I2 sont focalisés par la même parabole hors axe ce qui implique que I2 passe toujours au travers d'une lame semi-transparente après compression et avant focalisation. Cependant nous avons constaté que les deux plans focaux ne coïncident pas et que I2, possédant une divergence très légèrement diérente, est focalisé un peu en avant dans le plasma, environ 200 µm pour f/12 et 100 µm pour f/9. Néanmoins, l'ouverture des

III.3. Le faisceau d'interaction 63 faisceaux, et donc leurs profondeurs focales (qui varient légèrement selon l'expérience), sont susantes pour que les deux speckles puissent interagir convenablement, comme schématisé sur la gure III.3.5.

Figure III.3.6  Imageries des deux speckles dans le vide pour une ouverture f/12 à diérents plans selon l'axe de propagation permettant d'estimer la profondeur focale.

On présente sur la gure III.3.6 les images des deux speckles dans diérents plans selon l'axe de propagation pour l'ouverture f/12. La valeur z=0 correspond au TCC (position à laquelle sont pointés tous les diagnostics) déni pour obtenir le meilleur compromis pour la qualité de focalisation de I1 et I2, comme présenté schématiquement sur la gure III.3.5. Pour l'ouverture f/12, la profondeur de la zone d'interaction est de l'ordre de 400 µm. Pour f /9 cependant, la qualité du faisceau I2 est moindre, ce qui implique une zone d'interaction plus faible de l'ordre de 150 µm, qui reste néanmoins susante.

Cette indépendance des deux faisceaux permet de modier les paramètres d'interaction de chacun des faisceaux. Ainsi, il est possible d'induire un retard entre I1 et I2, de xer des énergies incidentes diérentes, ou encore de jouer sur l'écartement spatial entre les deux faisceaux, ou bien de modier leurs polarisations pour qu'elles soient croisées ou parallèles. Les deux faisceaux sont tout d'abord synchronisés à l'aide d'une caméra à balayage de fente (streak) qui permet une synchronisation des impulsions à ±10 ps. Pour la synchronisation ne, les deux impulsions sont envoyées sur une lame de verre de manière à observer les inter- férences et ainsi synchroniser I1 et I2 à ±0.5 ps.

Dans la conguration bispeckle, l'interaction est sensible aux variations laser qui se pro- duisent tir à tir, comme on le verra par la suite. Plus spéciquement, c'est la variation de

l'énergie incidente entre deux tirs et le dépointage des faisceaux qui inuent sur nos résul- tats. Par une analyse statistique sur plusieurs tirs (i.e. une quinzaine de tirs pour chacune des trois expériences), ces variations sont estimées, en moyenne, à ±15 % pour l'énergie délivrée entre deux tirs dans les mêmes conditions et ±10 µm de dépointage de manière isotrope pour chacun des deux faisceaux.