Brevet FR3040828A1 (20170310)
REVENDICATIONS1. Système de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève, caractérisé en ce que le système de mesure comporte un 5 autocorrélateur optique monocoup comprenant : - un composant optique à division de front d'onde (10,\n<CLM>\1\tdisposé pour recevoir un front d'onde collimaté (1) de fréquence optique fondamentale (w) provenant d'une source d'impulsion laser ultrabrève et pour diviser spatialement le front d'onde collimaté (1) d'une impulsion lumineuse ultrabrève en un premier front 10 d'onde divisé se propageant suivant une première direction et en un second front d'onde divisé se propageant suivant une seconde direction formant un angle non nul avec la première direction, - un cristal optique non linéaire (20) disposé à une distance déterminée du composant optique à division de front d'onde (10,\n<CLM>\1\tde manière à ce que le 15 premier front d'onde divisé et le second front d'onde divisé se superposent dans le cristal optique non linéaire (20), - un système optique (22, 25, 26, 27,\n<CLM>\1\tformant une image du cristal optique non-linéaire sur un système de détection (30,\n<CLM>\1\trésolu spatialement suivant au moins une direction ; 20 - un dispositif de filtrage (21, 23,\n<CLM>\1\tdisposé entre le cristal optique non linéaire (20) et le système de détection (30, 50), le dispositif de filtrage (21, 23,\n<CLM>\1\tet le système de détection (30) étant configurés pour détecter, d'une part, une trace d'autocorrélation interférométrique monocoup d'ordre deux à la fréquence optique double (2w) et, d'autre part, au moins une autre trace d'autocorrélation 25 monocoup de type interférométrique d'ordre un à la fréquence optique fondamentale (w) ou de type intensimétrique d'ordre deux à la fréquence optique double (2w), et en ce que - le système de mesure comporte un système de traitement du signal configuré pour analyser, d'une part, la trace d'autocorrélation interférométrique 30 monocoup d'ordre deux à la fréquence optique double (2w), et, d'autre part, l'autre trace d'autocorrélation monocoup, et pour en déduire une mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève (1).\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon la revendication 1 dans lequel le composant optique à division de 3040828 23 front d'onde comporte un bi-prisme de Fresnel ou un bi-miroir de Fresnel ayant un angle au sommet fixe ou ajustable symétriquement.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon la revendication 2 dans lequel la distance D entre le composant optique à division de front d'onde et le cristal optique non-linéaire est comprise entre: 0.1*delta et 0.5*delta, où delta est égal à 2xtan°(ct/2) cet où représente le diamètre d'entrée du dispositif et où a est égal à (180 - A)-(n-1) où A représente l'angle au sommet ou apex du bi-prisme de Fresnel et n l'indice de réfraction du matériau du prisme.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon les revendications 2 et 3 comportant une pluralité de bi-prismes de Fresnel ayant chacun un angle au sommet déterminé et comprenant en outre un système de commutation adapté pour sélectionner un bi-prisme de Fresnel parmi la pluralité de bi-prismes de Fresnel et pour disposer le bi-prisme sélectionné à une distance D du cristal optique non linéaire (20) telle que définie à la revendication\n<CLM>\1\t5. Système de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel le cristal optique non linéaire (20) a une épaisseur supérieure ou égale à 5 microns et un accord de phase adaptés pour permettre un doublage de fréquence optique dans une gamme spectrale comprise entre 0.4 à 12 micromètres.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le dispositif de filtrage (21, 23,\n<CLM>\1\tcomporte un filtre spatial commutable en ouverture entre une première et une seconde ouverture, la première ouverture étant configurée pour faire passer vers le système de détection d'une part la direction de propagation de la bissectrice de la première et de la seconde directions et d'autre part la première direction et/ou la seconde direction, de manière à former la trace d'autocorrélation interférométrique monocoup d'ordre deux, et respectivement la seconde ouverture étant configurée pour faire passer vers le système de détection sélectivement l'axe de propagation suivant la bissectrice de la première et de la seconde directions tout en bloquant les première et seconde directions pour former l'autre trace d'autocorrélation monocoup de type intensimétrique d'ordre deux. 3040828 24\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le dispositif de filtrage (21, 23,\n<CLM>\1\tcomporte un filtre spectral (21) configuré pour filtrer sélectivement la fréquence optique double (2w) et pour bloquer la fréquence optique fondamentale (w).\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel le système de détection comporte une caméra (30) comprenant une première et une deuxième zones de détection résolues spatialement et dans lequel le dispositif de filtrage 10 (21, 23,\n<CLM>\1\tcomporte un filtre spectral (21) ayant une première et une deuxième zones de filtrage spectral, la première zone de filtrage spectral étant configurée pour faire passer sélectivement la fréquence optique double (2w) vers la première zone de détection tout en bloquant la fréquence optique fondamentale (w), et la deuxième zone de filtrage spectral étant configurée pour faire passer 15 sélectivement la fréquence optique fondamentale (w) vers la deuxième zone de détection tout en bloquant la fréquence optique double (2w).\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel le système de détection comporte une caméra (30) comprenant une première et une deuxième 20 régions de détection résolues spatialement et dans lequel le dispositif de filtrage comporte un filtre spatial (24) ayant au moins une première zone de filtrage spatial et une deuxième zone de filtrage spatial, la première zone de filtrage spatial étant configurée pour faire passer, d'une part, la direction de propagation de la bissectrice de la première et de la seconde directions et, d'autre part, la première 25 et/ou la seconde direction, vers la première région de détection, de manière à former la trace d'autocorrélation interférométrique monocoup d'ordre deux, et respectivement la deuxième zone de filtrage spatial étant configurée pour faire passer sélectivement la direction de propagation suivant la bissectrice de la première et de la seconde directions tout en bloquant les première et seconde 30 directions vers la deuxième région de détection, pour former l'autre trace d'autocorrélation monocoup de type intensimétrique d'ordre deux.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 9 comprenant en outre un spectromètre (70) configuré pour enregistrer un spectre de l'impulsion lumineuse, 3040828 25 et dans lequel le système de traitement du signal est configuré pour en déduire une mesure de la phase de l'impulsion lumineuse.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel le système de détection comporte un spectromètre imageur (50) ayant une fente d'entrée (51), un système optique spectralement dispersif (53,\n<CLM>\1\tet un détecteur (35) résolu spatialement suivant deux directions, le dispositif de filtrage (21, 23,\n<CLM>\1\tet le spectromètre imageur étant configurés pour détecter, d'une part, une trace d'autocorrélation intensimétrique monocoup d'ordre deux résolue spectralement 10 et, d'autre part, une trace d'autocorrélation interférométrique monocoup résolue spectralement.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon la revendication 11 dans lequel le système optique spectralement dispersif (53,\n<CLM>\1\tcomprend un réseau de diffraction en transmission ou en 15 réflexion.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon la revendication 11 ou 12 dans lequel le système optique (22, 25, 26, 27,\n<CLM>\1\tformant l'image du cristal optique non-linéaire sur la fente d'entrée du spectromètre imageur (50) comporte un système optique achromatique 20 comprenant un premier miroir sphérique (28) éclairé sous un angle d'incidence inférieur à 4 degrés, et un second miroir (27) configuré pour séparer un faisceau optique réfléchi d'un faisceau optique incident sur le premier miroir sphérique.\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 11 à 13 dans lequel le spectromètre 25 imageur (50) comporte un autre système optique achromatique à miroirs (58,\n<CLM>\1\tconfiguré pour former une image de la fente d'entrée (51) sur le détecteur (35), l'autre système optique achromatique à miroirs (58,\n<CLM>\1\tcomprenant un miroir sphérique (58) éclairé sous un angle d'incidence inférieur à 3 degrés, et un autre miroir (59) configuré pour séparer un faisceau optique réfléchi d'un faisceau 30 optique incident sur ledit miroir sphérique (58).\n<CLM>\1\tSystème de mesure de durée ou de profil temporel d'impulsion laser ultrabrève selon l'une des revendications 1 à 14 comportant en outre un diaphragme d'alignement optique (2) adjacent au composant optique à division de front d'onde (10, 11), le diaphragme d'alignement étant positionné à la verticale du 3040828 26 premier pied du dispositif formant ainsi un point de pivot pour l'alignement du dispositif sur l'axe optique.