Loïc Amoudry Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire Cavité Fabry-Perot Loïc Amoudry Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire

La cavité prototype R&D cavité (133 MHz) Test pour ThomX Haute puissance moyenne

Schéma de principe Global architecture <P> ~ 40 W Oscillateur laser Amplificateur Cavité optique IP <P> ~ 60 mW <P> ~ 40 W <P> ~ 200 kW Anneau e_ Etireur Compresseur Amp. #3 Amp. #2 Amp. #1 5 mW 100 W 3 miroirs ULE, 1 Suprasil 24000 finesse 133 MHz oscillateur OneFive Pulse laser étirés à 250 ps Pas de compresseur Amplification à 40 W

Le système d’asservissement Boucle PDH Système de stabilisation électronique commercial (lock-box)

Puissance maximale Montée en puissance jusqu’à 400 kW Stockage de puissance sur une longue durée Problèmes de perte de puissance (désalignement) Apparition de modes d’ordre élevé générant une perte du lock du système d’asservissement 136 kW 83 kW 40 min Thèse de Pierre Favier (LAL)

Dynamique des modes d’ordre élevé Limite le couplage Limite le système d’asservissement Limite la puissance stockée Génère des pertes du lock

Déjà démontré : Oscillateur stable en fréquence Ligne d’injection à la fibre fiable Amplificateur contrôlé Télescope optimisé Mesure de finesse contrôlée Qualité des miroirs Possibilité de nettoyage des miroirs Haute puissance validée sur intervalle de temps court

Objectif de l’année 2018 : Permettre une génération de rayons X avec au moins 100 kW stockés dans la cavité Comprendre qu’est-ce qui participe majoritairement au désalignement de la cavité Résoudre le problème de désalignement afin d’avoir un faisceau stable dans l’espace Trouver une méthode viable pour empêcher la résonance de modes d’ordre élevés au cas où cela serait un problème pour ThomX

Réduction du désalignement de la cavité Absorbeurs testés afin d’absorber la potentielle diffusion du faisceau sur les montures des miroirs Nouvelles montures de miroirs en acier inoxydable pour remplacer celles en aluminium Réduction majeur du déplacement de l’axe de la cavité

Montée en température et déformation des miroirs Simulation des déformation thermiques en utilisant le modèle de Winckler (déjà validé pour les cavités Fabry-Perot)

Calcul de la fréquence des modes Calcul de la fréquence des modes Hermite-Gauss d’ordre élevé : La fréquence de résonance des modes d’ordre élevé est parfois la même que celle du mode fondamental !

Les miroirs en forme de « D » (D-shaped pickoff mirrors) Miroirs coupé en demi-cercle Bord coupé en angle Orienté pour réfléchir le résidu de faisceau sur les parois de la cavité

Record de stabilité 2017 2018 Plusieurs pertes du lock ~40% de perte de puissance Limité à 130 kW par les modes 136 kW 83 kW 40 min 2018 Aucune perte du lock 4% de perte de puissance Limité seulement par les miroirs Jaune : puissance intra-cavité, vert : position du moteur piézo

La différence avec ThomX Miroirs de meilleur qualité Amplificateur plus haute puissance Presque pas de résonances selon les simulations Selon les calculs, les résonances dans ThomX sont plus larges que les miroirs et n’existeront pas.. À vérifier

Installation dans l’Igloo prévue pour juin Avec le bureau d’études du LAL Les premiers rayons X sont espérés avant fin 2019 avec une puissance laser moyenne de 100 kW

Merci