Thèse Mise en Forme Spatio Temporelle de Filaments Laser Femtoseconde H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École nationale supérieure de techniques avancées
École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris
Laboratoire de recherche : Laboratoire d'Optique Appliquée
Direction de la thèse : Aurélien HOUARD ORCID 0000000220726680
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-03T23:59:59La filamentation laser est un phénomène non linéaire observé lors de la propagation d'impulsions laser femtoseconde avec une puissance de crête GW dans l'air. Elle entraîne l'auto-focalisation du faisceau, qui conserve une intensité très élevée dans un mince canal sur plusieurs longueurs de Rayleigh, et laisse dans le sillage de l'impulsion laser un canal de plasma. Cet effet spectaculaire peut être obtenu à longue distance et pourrait être très utile pour des applications à distance nécessitant une intensité laser élevée, telles que le paratonnerre laser [1], les télécommunications laser à travers le brouillard [2,3] et la génération de rayonnements secondaires dans la gamme THz ou UV.
Dans une expérience récente, nous avons démontré que la technique dite du flying focus pouvait être utilisée pour contrôler la vitesse et la direction du front d'ionisation d'un filament produit dans l'air [4]. Ces filaments sur mesure peuvent émettre un rayonnement THz dans n'importe quelle direction par rapport à leur axe de propagation [5].
Ce résultat était important, mais le rendement THz reste encore relativement faible. Dans une expérience récente, nous avons démontré que la technique du flying focus pouvait être utilisée pour contrôler la vitesse et la direction d'un front d'ionisation produit par un filament dans l'air. Ces filaments sur mesure peuvent émettre un rayonnement THz dans n'importe quelle direction par rapport à leur axe de propagation. Bien que ce résultat soit significatif, le rendement THz reste relativement faible. L'objectif de cette thèse est de tester différentes méthodes pour améliorer l'intensité laser obtenue dans la technique du foyer volant et de la mettre en oeuvre dans un schéma de génération THz à deux couleurs. La technique du flying focus sera également adaptée pour améliorer l'effet laser et l'amplification laser dans un filament plasma. Le travail sera principalement expérimental, mais les résultats seront comparés à des prédictions théoriques ou à des simulations numériques.

Laser filamentation is a nonlinear phenomenon observed during the propagation of femtosecond laser pulses with GW-peak-power in air. It results in the self-contraction of the beam, maintaining a very high intensity in a thin channel with an almost constant radius over many Rayleigh lengths, and leaves a plasma channel in the wake of the laser pulse. This spectacular effect can be obtained at a long distance and could be very used for remote applications requiring high laser intensity such as the laser lightning rod [1], laser telecommunication through fog [2,3] and for the generation of secondary radiations in the THz or UV range.

Testing experimentally and numerically difefrent methods to achieve flying focus with filaments in differents gases.

Le candidat ou la candidate devra avoir de bonnes connaissances en otique, et éventuellement en physique des plasma ainsi que de solides références scolaires.