La Ligne d'intégration laser

La Ligne d'intégration laser (LIL) est le plus puissant laser d'Europe en terme d'énergie délivrée. Elle le restera jusqu'à l'entrée en service du Laser Mégajoule.
Prototype d’une chaîne laser du Laser Mégajoule, elle a été développée et mise au point pour en valider les choix technologiques.

© CEA

Depuis sa mise en fonctionnement en 2002, la LIL a permis d’optimiser l’ensemble de la chaîne laser. La méthode d’alignement, le lissage des faisceaux de lumière ou encore la fiabilité des composants ont été évalués et améliorés en vue de leur utilisation, à coût minimal sur le LMJ. Les premiers diagnostics pour le contrôle des faisceaux et ceux du dispositif de mesures pour les expériences de fusion ont été mis au point.

Plus qu’un prototype, la LIL est, par ses caractéristiques - 30 kilojoules de lumière ultraviolette focalisés sur la cible à la longueur d’ondes de 351 nanomètres -, un instrument de physique exceptionnel. Elle est utilisée pour mener des expériences de physique des plasmas.

La LIL est principalement composée :

• D’une chaîne laser, prototype à l’échelle 1 d’une des 30 chaînes laser du LMJ. Chaque chaîne du LMJ comprend 8 faisceaux, répartis en 2 « quadruplets ». Un quadruplet est actuellement opérationnel sur la LIL.
• D’une chambre d’expériences sous vide mesurant 4,5 mètres de diamètre et pesant 17 tonnes. Comme celle du futur LMJ, la chambre d’expériences de la LIL abrite une cible et supporte de nombreux instruments de diagnostic.

A GAUCHE - Hall d’expériences de la LIL. AU CENTRE - Intérieur de la chambre d'expériences de la LIL.
A DROITE - Chambre d'expériences de la LIL. © CEA

La LIL est un outil expérimental ouvert à la communauté scientifique depuis 2005.
L’Institut laser et plasma (ILP) est le point d’entrée pour les relations avec le monde de la recherche.

Deux exemples d’expériences menées sur la LIL :

• Astrophysique de laboratoire : expérience de jet de plasma
  Ce type d’expérience intéresse les astrophysiciens en leur permettant de mieux comprendre les phénomènes et de valider les modèles de simulation.
  
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  L’impact du faisceau laser sur le cône en or produit un plasma en expansion qui collisionne sur l’axe et se densifie. Le refroidissement radiatif qui s’ensuit produit un jet collimaté à haute vitesse d’une longueur de l’ordre du millimètre. La simulation reproduit bien les caractéristiques du jet. Ces phénomènes interviennent dans des objets stellaires, comme des supernova ou lors de collisions de galaxies, à une échelle un million de milliards de fois plus grande.
• Interaction laser-plasma : techniques de lissage pour l’ignition
  Les techniques de lissage pour l’iginition sont utilisées pour minimiser l’effet des instabilités de couplage laser-plasma.
  
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  Cette expérience est menée pour valider la technique de lissage optique du faisceau employée sur le LMJ et la LIL.

• Interaction laser-plasma
  
  
  © CEA
  Cette expérience est menée dans le cadre des études de fusion en attaque directe. Objectif : tester la faisabilité de lissage du faisceau laser par un plasma peu dense permettant de diminuer l’effet d’empreinte des non-uniformités d’intensité du faisceau  sur le microballon en homogénéisant l’éclairement.