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Le laser Mégajoule, construit par le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) près de Bordeaux, est avec le NIF américain, le National Ignition Facility, le laser le plus énergétique du monde.
Chacun de ses flashes peut produire une énergie de 1,8 MJ (près de deux millions de Joule ou mégajoule, d'où son nom), c'est-à-dire l'énergie qu'aurait accumulée une masse d'une tonne après une chute de 200 mètres ! Avec une telle énergie, focalisée sur moins de 1 mm2, on peut reproduire les conditions de la fusion thermonucléaire, afin de simuler les conditions de fonctionnement d'une arme nucléaire, ou celles rencontrées au cœur des étoiles : ces expériences en modèle réduit permettront d'affiner les modèles de simulation par ordinateurordinateur.
Le Mégajoule, un laser de puissance exceptionnelle
Le laser mégajoule n'est pas à proprement parler un laser à impulsions ultrabrèves, puisque ses impulsions ont une duréedurée de 20 ns. Mais l’énergie mise en jeu et la puissance atteinte (550 TW) en font incontestablement un laser de puissance exceptionnelle. Cette puissance est atteinte en combinant sur la cible 240 faisceaux laser fournissant 7,5 kJ chacun.
Ces 240 faisceaux sont synchronisés avec une grande précision 50 micronsmicrons, et 15 picosecondespicosecondes maximum). Chaque faisceau est, comme une chaîne d'amplification à dérive de fréquencefréquence, constitué d'éléments successifs (Figure 4.1) :
- un oscillateur, qui produit une impulsion de basse énergie (quelques nanojoules, soit quelques milliardièmes de joule) à une longueur d'ondelongueur d'onde de 1053 nm ;
- un préamplificateur à deux niveaux, qui amplifie les impulsions issues de l'oscillateur jusqu'à une énergie pouvant atteindre 1 J ;
- une section amplificatrice, dans laquelle le faisceau passe quatre fois à travers 18 plaques de verre dopé au néodymenéodyme, pour atteindre 15 à 20 kJ.
Après leur amplification, les faisceaux traversent des cristaux non linéaires qui triplent leur fréquence : le faisceau devient alors ultravioletultraviolet.
Le laser Mégajoule (MLJ) a été mis en service fin 2014 en Nouvelle-Aquitaine. Le chantier était impressionnant : un bâtiment long de 300 mètres et large de 150 mètres, qui abrite l'une des plus grandes salles blanches d'Europe (voir ci-dessous). Couplé depuis 2017 avec le puissant PETAL (PETawatt Aquitaine Laser), le laser Mégajoule est « mis à disposition de la communauté scientifique internationale, pour des expériences de recherche académique ».
