Mesure, lasers et applications

 

Salon MESURExpoVISION

 

Paris Porte de Versailles, Pavillon 7.1, salle Aquila

Mercredi 2 juin 2010

 

             1960

              À l’occasion

               du cinquantenaire

                de la découverte du laser

                   2010

 

 9h00 Accueil des participants

 

 9h30 Introduction à la journée

Martial DUCLOY (Président de la SFP)

 

 9h40 Nouvelles sources lasers à fibre pour la métrologie dans la microélectronique

François SALIN (EOLITE Systems)

 

10h00 Les lasers à cascade quantique : une   technologie des semiconducteurs pour les lasers dans le moyen et le lointain infrarouge

Carlo SIRTORI (Univ. Paris 7, MPQ)

 

10h20 Applications des lasers nanoseconde dans l’industrie

Philippe AUBOURG (Quantel)

 

10h40 Pause

 

11h00 Les lasers femtoseconde : des applications   surprenantes et prometteuses

Gilles RIBOULET (Amplitude)

 

11h20 Les applications industrielles des lasers       

Franck RIGOLET (IRÉPA Laser)

 

11h40 Recherche et industrie : les communautés s’organisent

Jean-Claude SIRIEYS (OpticsValley et  CNOP)

 

14h30 Atomes froids et mesures de précision

Pierre LEMONDE (Observatoire de Paris/Syrte)

 

14h50 Les lasers miniatures : vers un nouvel éclairage sur la physique des lasers ?

Isabelle ROBERT (CNRS/LPN, Marcoussis)

 

15h10 La cryptographie quantique à variables continues : garantir le secret sans compter les photons

Eleni DIAMANTI (LTCI, CNRS-Télécom), Philippe GRANGIER (IOTA)

 

15h30 Le Gyrolaser

Fabien BRETENAKER (CNRS-Laboratoire Aimé Cotton, Orsay)

 

15h50 Pause

 

16h10 Modulation météorologique et caractérisation de l'atmosphère par laser femtoseconde

Yannick PETIT, Jérôme KASPARIAN (Université Claude Bernard   Lyon, LASIM et Université de Genève)

 

16h30 Principe, état de l’art et applications des accélérateurs de particules à plasma-laser

Victor MALKA (LOA, ENSTA-CNRS-Ecole Polytechnique, Palaiseau)

 

16h50 L’expérimentation plasma sur le LMJ

Jacques EBRARDT (CEA/DAM-Île de France)

 

Résumés

 

- Isabelle ROBERT : Les lasers miniatures : vers un nouvel éclairage sur la physique des lasers?

Aujourd'hui, il est devenu possible de construire des lasers de plus en plus petits. Dans les laboratoires, ces lasers peuvent être 10 à 100 fois plus petits qu'un cheveu! Cependant, à ces échelles, des phénomènes quantiques apparaissent et modifient par là-même les propriétés de la lumière émise. Nous montrerons que le comportement de ces lasers est en effet très atypique -notamment en termes de seuil- et soulève aujourd'hui un grand nombre de questions sur la physique qui les gouverne, physique qui reste encore à inventer.

 

- Pierre LEMONDE : Atomes froids et mesures de précision.

La possibilité de contrôler très finement le mouvement des atomes par les techniques de refroidissement laser en fait des outils de tout premier ordre pour les mesures de précision : horloges atomiques, capteurs inertiels bénéficient directement de cette révolution et ont connu des progrès spectaculaires ces dix dernières années. J'illustrerai cela par plusieurs exemples d'expériences récentes et donnerai quelques pistes d'améliorations futures et d'applications.

 

- Philippe GRANGIER : La cryptographie quantique à variables continues : garantir le secret sans compter les photons

 

- Gilles RIBOULET (Amplitude) : Les lasers femtoseconde : des applications surprenantes et prometteuses

Les caractéristiques très particulières des lasers femtosecondes (durée d’impulsion ultra brève, puissance crête géante) ont ouvert un grand nombre de champs d’applications. Nous donnerons l’état de l’art en technologie laser femtoseconde et présenterons quelques applications potentielles surprenantes… ».

 

- François SALIN (EOLITE Systems) : Nouvelles sources lasers à fibre pour la métrologie dans la microélectronique

 

Jean-Claude SIRIEYS : Nouvelles applications des lasers, marché, économie, activité télécoms

 

- Philippe AUBOURG (Quantel) : Lasers et applications

 

- Franck RIGOLET (IREPA LASER) : Les applications industrielles du laser

Né en 1960, le laser a aujourd’hui, non seulement envahi notre quotidien, mais est devenu indispensable dans de nombreux secteur d’activité. Durant ces trente dernières années, les chercheurs ont fait progresser les sources laser de façon considérable offrant de plus en plus de possibilités pour le travail des matériaux. Depuis 1982, le centre technique IREPA LASER participe à l’évolution de la technologie laser, développe des procédés de mise en œuvre pour les applications industrielles et apporte aux entreprises son savoir-faire pour les aider à intégrer la technologie laser dans leurs propres moyens de production. Il s’agit aussi bien de PME que de grandes entreprises impliquées dans des secteurs d’activité variés (automobile, aéronautique, mais aussi, biens d’équipements, mécanique, packaging, horlogerie, médical, ….).

La forte intégration des systèmes de découpe par laser à partir du milieu des années 1980 a apporté à la technologie laser une image de fiabilité, de flexibilité et de rentabilité. Rapidement d’autres applications ont suivi utilisant au maximum les propriétés des nouvelles sources mises à disposition par les scientifiques. Du soudage de très fortes épaisseurs d’acier pour la fabrication de navires au micro-perçage des injecteurs par laser picoseconde pour les moteurs automobiles, en passant par le marquage des boucles d’identification pour le bétail, les lasers offrent une variété d’applications en perpétuelle évolution.

De plus, l’alliance des potentialités du laser avec les nouvelles générations de machines et de l’informatique qu’elles embarquent ouvrent encore de nouvelles perspectives dans des domaines comme la fabrication directe en 3 dimensions.

Toutes ces évolutions passées et à venir démontrent l’intérêt que suscitent les lasers et sa progression dans notre environnement n’est sans doute pas terminé. A vérifier…en 2060 !

 

- Jérôme KASPARIAN (Université Claude Bernard Lyon, LASIM et Université de Genève)

Modulation météorologique et caractérisation de l'atmosphère par laser femtoseconde

Le contrôle des phénomènes météorologiques est un vieux rêve de l'humanité, que l'avènement des lasers ultrabrefs a récemment réactivé. Ces lasers de haute puissance génèrent des filaments autoguidés formant des canaux ionisés. Nous avons montré que ces canaux de plasma peuvent déclencher une activité électrique dans les nuages d'orage, mais aussi assister la condensation de vapeur d'eau dans l'atmosphère, y compris en l'absence de saturation.

Ces effets dépendant fortement des conditions atmosphériques, ils pourraient être également appliqués pour sonder ces derniers afin de caractériser l'atmosphère à distance.

 

Victor MALKA (LOA, ENSTA  – CNRS – Ecole Polytechnique, Palaiseau) : Principe, état de l’art et applications des accélérateurs de particules à plasma laser

Le développement continu des lasers de puissance a permis d’étendre les régimes d’interaction laser-matière dans le domaine relativiste. Les champs électriques très élevés qui sont produits au cours de cette interaction dépassent de 3 ordres de grandeur1 ceux produits dans des cavités radio-fréquence et permettent des accélérations records. La maîtrise cette physique de l’interaction en régime relativiste a permis le développement d’un nouveau type d’accélérateur à « laser-plasma » et la production de faisceaux de particules et de rayonnement énergétiques de grande qualité. Ces accélérateurs fonctionnent soit dans le régime de la bulle2, soit dans celui de collision d’impulsions laser3. Des applications dans de nombreux domaines4, comme la médecine (radiothérapie, imagerie), la biologie (radiographie à haute résolution temporelle), la chimie (radiolyse), la physique et la science des matériaux (radiographie, diffraction d’électrons et de photons), la sécurité (méthodes d’inspection), et évidemment la physique des accélérateurs sont en cours d’étude. Stimulé par l’avènement de lasers compacts et puissants, de coûts modérés et de haut taux de répétition, ce champ de recherche connaît un essor considérable.

J’expliquerais au cours de ce séminaire les principes de fonctionnement et l’évolution de cette nouvelle génération d’accélérateurs. Je montrerais ensuite quelques exemples d’applications nous avons récemment abordées.

 

1V. Malka et al., Science 298 (2002)

2S. P. W. Mangles et al., W. Leemans et al., J.Faure et al., Nature 431 (2004)

3J. Faure et al., Nature 444, 05393 (2006)

4V. Malka et al., Nature Physics 4 (2008)

 

 

- Jacques EBRARDT (CEA/DAM-Île de France) : L’expérimentation plasma sur le LMJ

Le Laser MégaJoule (LMJ) est un élément clé du Programme Simulation destiné à assurer la pérennité de la dissuasion française en l’absence d’essais nucléaires. Ses spécifications sont dictées par les expériences de fusion par confinement inertiel (FCI) qui constituent un objectif majeur, mais le LMJ sera également un instrument irremplaçable pour la physique des hautes énergies de manière plus générale. L’astrophysique de laboratoire, l’étude des matériaux dans des conditions de pression et température très élevées (pour la modélisation des intérieurs planétaires notamment), l’étude de schémas pour la production d’énergie par FCI sont parmi les thématiques qui pourront être expérimentées sur le LMJ, et ce de manière beaucoup plus représentative qu’avec les lasers actuels. Après une brève présentation de l’installation et de ses performances, quelques exemples d’expériences seront abordés.