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Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Façonnage dimpulsions Béatrice Chatel LCAR (CNRS-Université de Toulouse)

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1 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Façonnage dimpulsions Béatrice Chatel LCAR (CNRS-Université de Toulouse)

2 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

3 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Intérêt du façonnage dimpulsions Compression dimpulsions courtes Filtrage spectral de haute résolution et adaptable Expérience de contrôle cohérent Expérience de spectroscopie multidimensionnelle Façonnage dimpulsions complexes

4 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Galerie dimpulsions

5 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Rôle de la phase spectrale délaiDérive de fréquence Review sur le rôle de la dispersion : Walmsley et al, RSI, 72, 1-29 (2001) Développement de Taylor

6 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Impulsions à dérive de fréquence : quelques détails Fréquence instantanée pour les grands chirps :

7 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

8 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Ultracourt: pas de façonnage temporel Il nexiste pas de modulateur temporel assez rapide (électro-optiques ~ 500 fs) Toute linformation est présente dans le domaine spectral Contrôle en PHASE et AMPLITUDE du champ spectral

9 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Principe du façonnage

10 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

11 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Délai et décalage : Interféromètre de Michelson

12 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Façonnage passif Essentiellement de la dispersion positive; Idem pour les fibres

13 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Dispersion angulaire permet la dispersion négative 1/d nombre de traits du réseaux Dispersion en double passage Martinez et al JOSA B 3, 929 (1986)

14 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

15 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques considérations sur la compression : Application historique du façonnage Une impulsion limitée par TF : Phase constante Compression : compenser la dérive de fréquence mais aussi tous les ordres supérieurs de la phase Applications : –Optique non-linéaire –Génération dharmoniques –Microscopie à deux photons… –Physique des hautes intensités

16 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Compensation des ordres supérieurs de la phase : Grisms et autres subtilités Zaouter et al Opt Exp, 15,9372(2007) - utilisation dun étireur et dun compresseur ayant des réseaux avec des nombres de traits différents J. Squier et al. Applied Optics-LP V 37, I 9, p (20 March 1998). - Ajustement de langle des réseaux entre étireurs et compresseurs pour compenser le TOD - Association de prismes + réseaux dans le même but

17 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Compensation de la dispersion par des microstructures A review of ultrafast optics and optoelectronics A review of ultrafast optics and optoelectronics Günter Steinmeyer 2003 J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 5 R1 Nisoli et al, opt. Lett. 22 (1997)

18 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

19 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 ffff L1L2Plan de Fourier G1G2 Froehly, et al., Progress in optics, 20, 1983 Canal historique Limpulsion nest pas modifiée par la traversée du façonneur dispersion angulaire Ligne à dispersion nulle (ligne 4f)

20 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Canal historique Ligne à dispersion nulle (ligne 4f) et masque fixe

21 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Canal historique Ligne à dispersion nulle (ligne 4f) et masque programmable Weiner, A.M., RSI, 71, (5), 2000

22 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Ligne 4f

23 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Ligne 4f Juste après le masque on peut écrire le champ comme :

24 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Résolution spatiale dans le plan de Fourier La résolution (FWHM-intensité) est dans le plan de Fourier Application numérique : f= 600 mm 1/d =2000tr/mm, angle proche de Littrow à 800 nm w in (FWHM intensité) ~2 mm w 0 (FWHM intensité) ~57 m

25 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Cas dun petit diaphragme sur laxe optique La fonction de transfert du système sécrit alors : Wefers et Nelson, IEEE J Quant. Elec. 32, 161 (1996)

26 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Construction dune ligne à dispersion nulle But : occuper au mieux le masque de longueur finie L Pour perdre moins de 2% dénergie, il faut passer 3 fois la bande FWHM

27 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Avantages : - Pas daberrations off-axis - Pas daberrations chromatiques ( éléments réfractifs) - Alignement des réseaux facilité par la symmétrie - Meilleure image dans le plan de Fourier Inconvénients : Tilt vertical des composants optiques Design optimisé pour la ligne 4f

28 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

29 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Ligne 4f Juste après le masque on peut écrire le champ comme :

30 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Couplage spatio-temporel Application numérique Vitesse de couplage spatio-temporelle Wefers et Nelson, JOSA B12, 1343 (1995) Sussman et al PRA 77, (2008)

31 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 W in (FWHM)~ 2.3 mm W in (FWHM)~ 1 mm Couplage spatio-temporel

32 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Couplage spatio-temporel pour les prismes Prismes en SF10, lentilles de 50 cm Couplage spatio-temporel dépend de lélément dispersif

33 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

34 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Variation de la phase par variation de chemin optique pour chaque composante Variation de lamplitude si on place le modulateur entre polariseurs croisés CL adressés électriquement : n pixel (V), 128 à 640 pixels, Bonne résolution. CL adressé optiquement (valves optiques ) : modulation de lillumination dune couche de photoconducteur placée en série avec les CL (pas de pixellisation) Miroirs déformables : (cf astronomie), miroir de surface modulable à laide dacuateurs. Faible résolution spatiale Lame de phase : variations de phase spatiale (modulation statique) Principe : De nombreux masques sont disponibles : Modulation par variation de chemin optique

35 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Diffraction du champ au plan de Fourier sur un réseau spatial. Limpulsion modulée correspond à lordre 1 de diffraction. Modulation de phase et damplitude simultanée, Pb : structures diffractantes, nombreux phénomènes parasites Principe : Acousto-optique : réseau dindice immobile créé dans le cristal par une onde radio- fréquence transverse Hologrammes : réalisation dun hologramme par interférence entre un faisceau de référence et un faisceau signal modulé par un modulateur programmable actif. Diffraction du faisceau de lecture sur lhologramme (masque passif) placé au plan de Fourier. Efficacité 10% Photoréfractifs : réseau dindice dans une structure à puits quantiques photoréfractifs induit par deux faisceaux décriture. Pb application possible quau spectre étroit (4 nm) De nombreux masques sont disponibles : Modulation par diffraction

36 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Fonctionnement des cristaux liquides pixellisés seuil de dommage =300 GW/cm 2

37 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Déphasage introduit Transmission Nécessité de faire des repliements de phase! Quleques caractéristiques

38 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 (LC at -45° from x axis) (LC at +45° from x axis)... lineary polarized light X axis Théorie : Amplitude et phase indépendants Pratique : pas tout à fait exact du fait des gaps non absorbants Modulation en phase et en amplitude

39 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Modulation en polarisation Femtosecond polarization pulse shaping T. Brixner and G. Gerber Opt. Lett. 26,557 (2001)

40 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Simplement maximiser la complexité Maximiser la dispersion spatiale. Maximiser le nombre de pixels. Ligne à dispersion nulle très dispersive… - tout réflectif et géométrie sans aberration. - réseaux très dispersifs: 2000 traits/mm. - grande focale: f=600 mm.

41 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Un exemple de façonneur haute résolution Performances: - fenêtre de 35 ps (0,06 nm/pixel). - ~220, maxi de transmission totale: 70%. - seuil de dommage: 300 GW/cm². Monmayrant et Chatel RSI, 75, (8), 2004 HRPS

42 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Limitations : la pixellisation

43 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Limitations : Les Gaps

44 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Limitations : Les Gaps

45 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Limitations : Dispersion non-linéaire Etirement des répliques Importance de la calibration spectrale par la formule de dispersion complète.

46 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Aménagement de la ligne 4f suivant les masques Miroirs déformables Zeek et al, Opt. Lett 24, 493 (1999)

47 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Façonnage dimpulsions par diffraction sur une valve à cristaux liquides J.C. Vaughan, T. Hornung, T. Feurer, K.A. Nelson, Opt. Lett. 30, (2005)

48 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 PPM-X8267 Hamamatsu P. Aubourg, J.P. Huignard, M. Hareng, R.A. Mullen, Appl. Opt. 21, (1982) Y. Igasaki et al., Opt. Rev. 6, (1999) Valve optique (modulateur spatial de lumière non pixellisé) α-Si:H Photoconductor Dielectric Mirror Liquid Crystal Alignment Layer Anti- Reflection Coating Anti-reflection Coating Optical Quality Substrate or Fiber Optic Plate Optical Quality Substrate Transparent Electrode Addressing Optical Beam Readout Optical Beam Parallel Aligned Liquid Crystal Driving Voltage

49 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Aménagement de la ligne 4f suivant les masques Acousto-optique

50 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Aménagement de la ligne 4f suivant les masques Acousto-optique

51 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Une application : la compression dimpulsions

52 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

53 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Façonnage par transfert de phase Mélange de fréquence entre limpulsion incidente et un champ de contrôle noté f (t) dans le cas dun processus bilinéaire Fonction daccord de phase Attention!!! : Un champ façonné+ un champ référence Ex : façonnage dun continuum dans un NOPA Somme de fréquence entre une impulsion mise en forme et une impulsion de reference

54 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Somme de fréquence pour aller dans lUV "19 femtosecond shaped ultraviolet pulses" C. Schriever, S. Lochbrunner, M. Opitz, and E. Riedle Opt. Lett. 31, (2006) "Widely tunable sub-30 fs ultraviolet pulses by chirped sum frequency mixing" Ida Z. Kozma, Peter Baum, Stefan Lochbrunner and Eberhard Riedle Opt. Express 11, (2003)

55 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Attention : Doublage dun champ façonné Résultat non intuitif dans la plupart des cas même si on considère la fonction daccord de phase parfaite. Impulsions de spectre gaussien À dérive de fréquence Impulsions de spectre carré à dérive de fréquence Simulation Manuel Joffre

56 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Impulsion avec du TOD Permet davoir des impulsions longues à partir dimpulsions large spectralement Peut sobtenir aussi par somme de fréquences Dune impulsion chirp-up+ une impulsion chirp-down Migus et al, Opt Lett 2001 Simulation Manuel Joffre Doublage dune impulsion gaussienne avec une phase cubique

57 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

58 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Filtre dispersif acousto-optique programmable Idée = coupler une onde polychromatique acoustique à une impulsion polychromatique optique Mécanisme ? Accord de phase dans un mélange à trois ondes Par exemple : ~10 15 Hz~10 8 Hz Électronique RF (changement de direction) (transfert de phase)

59 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Systèmes statiques analogues Miroir « chirpé» ou fibre de Bragg « chirpée» Impulsion diffractée Impulsion transmise Impulsion incidente Impulsion transmise Impulsion diffractée Impulsion incidente AOPDF Idem mais avec un réseau transitoire mais programmable et une géométrie colinéaire

60 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Accord de phase acousto-optique Indice optique ordinaire Indice optique extraordaire [100] [001] nono nono nene koko o

61 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Accord de phase acousto-optique Indice acoustique [100] [001] nono nono nene koko K o 1/V 001 1/V 100 a Direction vecteur de Poynting acoustique Direction vecteur de Poynting optique

62 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Physique de lAOPDF [100] [001] nono nono nene koko K o 1/V 001 1/V 100 a

63 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Physique de lAOPDF [100] [001] nono nono nene koko kdkd K o 1/V 001 1/V 100 a

64 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Accord de phase acousto-optique [100] [001] nono nono nene koko kdkd K o 1/V 001 1/V 100 a vitesse acoustique biréfringence ~ PHz ~100 MHz

65 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Accord de phase acousto-optique [100] [001] nono nono nene koko kdkd K o 1/V 001 1/V 100 a vitesse acoustique biréfringence Faisceau diffracté Faisceau incident Acoustic signals Faisceau transmis

66 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Un peu dacoustique dans les cristaux Mais ce nest pas un simple réseau de Bragg induit Onde longitudinale (compression) Au repos Cristal - éléments de volume z z z Ondes transverses (cisaillements) Directions principales optiques Modulation des indices optiques uniquement Modulation des indices optiques + Rotation des directions principales Couplage des polarisations ordinaires et extraordinaires

67 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Fonctionnement du Dazzler Cristaux : TeO2 (IR et visible), KDP (UV), essai sur le mid-IR en cours

68 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Principe de lAOPDF Idée = réorganiser lordre darriver des fréquences P. Tournois Opt. Comm (1997) z( ) Ordinary (fast) Extraordinary (slow) Ex: stretched pulse Ex: compressed pulse

69 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques remarques Lefficacité de diffraction va dépendre –Du remplissage des ondes acoustique et optique dans le cristal –Du mode spatial et de la divergence du faisceau incident –De la mise en forme programmée –De la puissance acoustique La résolution spectrale va dépendre –De la longueur du cristal –De la divergence du faisceau incident Seuil de dommage : –100MW/cm 2 (TeO 2 ) –400MW/cm 2 (KDP dépend de la longueur donde, absorption à deux- photons

70 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Compression et élargissement dimpulsions CEA-DRECAM, Saclay

71 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Mise en forme complexe LCAR, Toulouse

72 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Mise en forme récente dans lUV Coudreau et al, Opt. Lett., 31, 1899 (2006) XFROG dimpulsions UV à 266 nm Weber et al en preparation fs 3, 2000 fs fs 3

73 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

74 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Seuil de dommage Energie en entrée (µJ mJ) Paramètres clefs: compromis… Taux de rafraîchissement (Hz 100kHz) Mais aussi : encombrement, qualitatif/quantitatif, facilité dutilisation,… Phase/Amplitude Phase seule Amplitude seule Polarisation Contraste Transmission (1% 90%) Façonneur Complexité ( )

75 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques résultats… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Seres, et al., OL, 28, (19), 2003 Impulsions très courtes et intenses (AOPDF) Monmayrant et Chatel, RSI, 75, (8), 2004 Impulsions très complexes (ligne 4f) Beaucoup dautres résultats …

76 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage accordable (AOPDF) Monmayrant, et al., APB, 2005 Façonnage large bande (ligne 4f) Zeidler, et al. OL, 26, (23), 2001 Beaucoup dautres résultats …

77 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques résultats… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage direct (ligne 4f CL-2D) Différence de fréquence Witte, et al, APB, 76, (4), 2003 Belabas, et al. OL, 26, (10), 2001 Vaughan, et al. OL, 30, (3), 2005

78 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques résultats… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Shim, Opt. Lett, 31, 838 (2006) 2-18 m

79 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques résultats… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage direct: ligne 4f Somme de fréquence Hacker et al JOSAB, 18, 2001 Baum et al Opt. Lett, 29, 1686 (2004) Hacker, et al. APB, 76, (2003) micro-miroirs Roth, et al APB, 80, ( 2005) masque acousto-optique

80 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Quelques résultats… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage direct: Dazzler Coudreau, Opt. Lett,2006 Weber et al en preparation Vers le façonnage des harmoniques : Dérives de fréquences (cf cours de P. Salières) Vers des impulsions plus complexes…

81 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Plan Intérêt du façonnage; Quelques rappels basiques. Principe de la mise en forme dimpulsion Le façonnage passif Une application historique : la compression dimpulsions La ligne 4f Le couplage spatio-temporel Les masques disponibles (CL, valve optique, acousto-optique..) –Les cristaux liquides et leurs limitations –Quelques exemples de façonneurs Le façonnage par transfert de phase Un exemple particulier de transfert de phase : le Dazzler Le choix du façonneur Obtenir limpulsion souhaitée

82 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 La méthode intuitive: En pratique, Tenir compte de la réponse impulsionnelle du système!!! Deux approches algorithmiques possibles : Amélioration successive par des méthodes dites trial and errors (algorithme génétique ou recuit simulé) Très lent,échoue parfois mais haute qualité Algorithme par transformée de Fourier itérative Très rapide, assez bonne qualité, sûr Détermination de la fonction de transfert du façonneur

83 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Population de P gènes initiaux P=50 à 100 (chaque gène : 128 pixels) Sélection des meilleurs en fonction de critères choisis Population survivante mutation croisement Population de la génération suivante Sans changement Principe de lalgorithme génétique

84 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Conclusion Merci Antoine Monmayrant, Sébastien Weber, Bertrand Girard Manuel Joffre et Nicolas Forget Les différents collègues du domaine Tutorial en préparation : J. Phys. B : At. Mol. Phys.

85 Ecole des Houches-Façonnage dimpulsions- B. Chatel-Janv09 Complexité: une définition simple Complexité élevée => impulsions fortement façonnées. Double contrainte: bande spectrale limitée et résolution finie. Weiner et al, JOSAB, 5, (8), 1988


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