Cavit FabryPerot Loc Amoudry Laboratoire de lAcclrateur Linaire

Cavité Fabry-Perot Loïc Amoudry Laboratoire de l’Accélérateur Linéaire Programme Investissements d’avenir de l’Etat ANR-10 -EQPX-51. Financé également par la Région Ile-de-France. Program « Investing in the future » ANR-10 -EQOX-51. Work also supported by grants from Région Ile-de-France.

La cavité prototype • R&D cavité (133 MHz) • Test pour Thom. X • Haute puissance moyenne Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 2

Global architecture Schéma de principe 5 m. W • 3 miroirs ULE, 1 Suprasil • 24000 finesse • 133 MHz oscillateur One. Five Cavité FP Amp. #3 Etireur <P> ~ 200 k. W <P> ~ 40 W Amp. #2 <P> ~ 60 m. W Anneau e_ IP Amp. #1 Oscillateur laser Cavité optique Amplificateur 100 W Compresseur • Pulse laser étirés à 250 ps • Pas de compresseur • Amplification à 40 W Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018

Le système d’asservissement Boucle PDH Système de stabilisation électronique commercial (lock-box) Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018

Puissance maximale Montée en puissance jusqu’à 400 k. W Stockage de puissance sur une longue durée 136 k. W 83 k. W 0 40 min Problèmes de perte de puissance (désalignement) Apparition de modes d’ordre élevé générant une perte du lock du système d’asservissement Thèse de Pierre Favier (LAL) Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 5

Dynamique des modes d’ordre élevé • Limite le couplage • Limite le système d’asservissement • Limite la puissance stockée • Génère des pertes du lock Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 6

Déjà démontré : Cavité FP Oscillateur stable en fréquence Ligne d’injection à la fibre fiable Amplificateur contrôlé Télescope optimisé Mesure de finesse contrôlée Qualité des miroirs Possibilité de nettoyage des miroirs Haute puissance validée sur intervalle de temps court Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 7

Objectif de l’année 2018 : Permettre une génération de rayons X avec au moins 100 k. W stockés dans la cavité Ø Comprendre qu’est-ce qui participe majoritairement au désalignement de la cavité Ø Résoudre le problème de désalignement afin d’avoir un faisceau stable dans l’espace Ø Trouver une méthode viable pour empêcher la résonance de modes d’ordre élevés au cas où cela serait un problème pour Thom. X Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 8

Réduction du désalignement de la cavité • Absorbeurs testés afin d’absorber la potentielle diffusion du faisceau sur les montures des miroirs • Nouvelles montures de miroirs en acier inoxydable pour remplacer celles en aluminium Ø Réduction majeur du déplacement de l’axe de la cavité Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 9

Montée en température et déformation des miroirs Cavité FP Simulation des déformation thermiques en utilisant le modèle de Winckler (déjà validé pour les cavités Fabry-Perot) Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 10

Calcul de la fréquence des modes Hermite-Gauss d’ordre élevé : ! La fréquence de résonance des modes d’ordre élevé est parfois la même que celle du mode fondamental Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 11

Les miroirs en forme de « D » (D-shaped pickoff mirrors) • Miroirs coupé en demi-cercle • Bord coupé en angle • Orienté pour réfléchir le résidu de faisceau sur les parois de la cavité Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 12

Record de stabilité 2017 Ø Plusieurs pertes du lock 136 k. W 83 k. W Ø ~40% de perte de puissance Ø Limité à 130 k. W par les modes 0 40 min 2018 Ø Aucune perte du lock Ø 4% de perte de puissance Ø Limité seulement par les miroirs Jaune : puissance intra-cavité, vert : position du moteur piézo Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 13

La différence avec Thom. X Cavité FP Miroirs de meilleur qualité Amplificateur plus haute puissance Presque pas de résonances selon les simulations Selon les calculs, les résonances dans Thom. X sont plus larges que les miroirs et n’existeront pas. . À vérifier Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 14

Installation dans l’Igloo prévue pour juin Avec le bureau d’études du LAL Les premiers rayons X sont espérés avant fin 2019 avec une puissance laser moyenne de 100 k. W Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 15

Merci Cavité FP Loïc Amoudry (LAL) – LAL, 18/12/2018 16