Comparaison du miroir à conjugaison de phase et du miroir conventionnel.
Avec le miroir à conjugaison de phase l'image n'est pas déformée quand elle passe deux fois par un élément d'aberration. Les fronts d'onde de l'image conjuguée sont renversés(conjugués) en respectant leur direction de la propagation. Les déviations introduites par l'élément d'aberration (la bouteille) sont donc éliminées lors du trajet inverse. En revanche l'image réfléchie par un miroir normal est plus déformée quand elle passe à travers la bouteille pour la deuxième fois.
Dans l'expérience que je vais vous montrez, je vais créer un miroir à conjugaison de phase par effet de diffusion Brillouin stimulée. (stimulated Brillouin scattering)
En diffusion Brillouin stimulée, l'onde sonore ou la variation de pression-densité, n'est pas appliquée à l'extérieur du matériau, elle est stimulée à l'intérieur par des paires d'ondes optiques contra-propagatives. Comme l'onde sonore, peut être comparée avec l'onde de pression-densité, la lumière peut être comparée avec le champ électrique en mouvement. La diffusion Brillouin est la diffusion de la lumière par une onde sonore, c'est-à-dire par une onde de pression (et donc de densité) se propageant dans le milieu. Dans la diffusion Brillouin stimulée, l'onde de pompage excite un effet électrostrictif dansun milieu diélectrique transparent où l'on produit une onde acoustique progressive qui module l'indice de réfraction par l'effet élasto-optique. C'est l'équivalent d'un réseau dynamique de phase de diffraction, avec en direction opposée, une réplique conjuguée en phase d'une onde incidente.
Pour réaliser cette expérience j'utilise un laser YAG déclenché et doublé en fréquence au moyen d'un KDP. Le rayon laser sort du KDP avec une longueur d'onde de 532nm et une durée de pulse de 10ns et une énergie de 150mJ soit une puissance crête de 15MW. Le rayon traverse une lame de quartz puis est focalisé dans un récipient contenant de l'acétone. Il se forme alors une onde acoustique progressive qui module l'indice de réfraction par l'effet élasto-optique et qui renvoie environ 50% de la lumière conjuguée en phase sur la lame de quartz et qui est envoyée à 90 degrés.
Une des applications intéressante des miroirs à conjugaison de phase est l'utilisation comme miroir de renvoi dans un résonateur déclenché pour ne pas risquer des claquages diélectrique dans le barreau amplificateur due aux diffraction du faisceau lors de sont passage.
Pour cette première expérience je vais utiliser un laser DPSS q-switch travaillant à 50kHz et émettant à 1043 nm. Je vais doubler la fréquence avec un cristal BBO de manière à obtenir des pulses de 0.2mJ à 521.5 nm TEM00. Ce faisceau sera focalisé dans une cuvette contenant du sulfure de carbone CS2 de manière à crée un miroir à conjugaison de phase.
