DOSSIER Lumière femtoseconde structurée analyser. Ainsi, les diélectriques excités par des faisceaux non-diffractants femtosecondes pourraient se révéler être également des plateformes intéressantes pour l ' étude de la physique à haute densité d ' énergie, en particulier pour l ' explorer avec des rayonnements synchrotron qui nécessitent de grandes distances d ' interaction.
Du côté de l ' optique, ces nano-plasmas à haut rapport de forme peuvent également trouver des applications en optique non linéaire. Nous avons par exemple observé expérimentalement de la génération de seconde harmonique et prédit numériquement la génération d ' ondes dans la gamme THz [ 3 ]. La surface à permittivité nulle générée par la présence d’ une forte densité de plasma est le lieu de multiples effets non-linéaires.
Figure 1.( gauche) Distribution d’ intensité expérimentale d’ un faisceau accélérant se propageant du haut vers le bas. La flèche indique la position attendue de la caustique.( droite) Découpe de silicium à l’ aide du faisceau accélérant, présentant un profil courbe [ 4 ].
permettaient pas de reproduire nos observations expérimentales. Le projet ERC PULSAR nous a permis d’ identifier la physique sous-jacente, et de comprendre les mécanismes-clés à l ' œuvre. L ' effet le plus important est le mécanisme d ' absorption résonnante. Lorsqu ' une onde électromagnétique est en incidence oblique sur un gradient de plasma, elle peut être convertie en onde longitudinale( une oscillation électrostatique), au niveau de la zone de densité de critique, où la permittivité s’ annule. Cette conversion, associée à l ' amortissement Landau, permet de « stocker » de façon extrêmement efficace l ' énergie de l ' onde incidente au niveau de la zone de densité critique. Il se trouve que les faisceaux non-diffractants à fort angle de focalisation sont justement en incidence oblique sur les plasmas, proche de l’ optimum d’ efficacité de conversion, c ' est-à-dire dans des conditions idéales pour exciter ce mécanisme d ' absorption résonnante et de localisation extrême du dépôt d ' énergie.
Une physique très riche existe à l ' intérieur de ces nano – plasmas, qui peut être étudiée grâce à des simulations de type « Particle-in-Cell », qui résolvent simultanément les équations de Maxwell et les équations des trajectoires de groupes d ' électrons. Ce type de simulation permet de capturer les effets physiques liés à des distributions électroniques comportant un nombre significatif d ' électrons chauds. La densité d ' énergie déposée par l ' impulsion laser et de l ' ordre de 10 MJ / kg, sur un cylindre d ' environ 400 nm de diamètre, et sur une longueur arbitraire. En quelques dizaines de picosecondes, ce nano cylindre à très haut rapport de forme voit sa température augmenter fortement jusqu ' à plusieurs électronvolts. Cette gamme de température, à une densité solide, correspond aux conditions de la matière dense et chaude, qui est l ' état de la matière au cœur d ' un grand nombre d ' objets astrophysiques, comme les planètes ou les naines brunes, état de la matière qui reste encore très difficile à modéliser et
UN GRAND NOMBRE D ' APPLICATIONS EN PHOTONIQUE Dans la dernière décennie, d ' autres formes de faisceaux non-diffractants ont été développées pour structurer les matériaux. L ' amélioration de la fiabilité de la technique de découpe à haute vitesse des verres a été améliorée grâce à des faisceaux de Bessel de type « elliptique », générant des nano vides non circulaires, qui permettent d ' améliorer la fiabilité de la fracture par augmentation du stress local.
Une autre classe de faisceaux non-diffractants a été utilisée pour la découpe en courbe: il s ' agit des faisceaux « accélérants ». Cette classe de faisceaux génère un lobe d ' intensité de forme courbée lors de la propagation, comme si la lumière décrivait une parabole. En réalité, la structure de ces faisceaux correspond à une caustique, dont il est possible de prédire le masque de phase grâce à la théorie des catastrophes. Ces faisceaux accélérants ont permis de réaliser des découpes avec un chanfrein comme présenté sur la figure 2, alors même que la pièce à découper est placée perpendiculairement à l ' axe du faisceau [ 4 ]. Ceci est particulièrement utile pour la découpe des verres, pour lesquels il
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