Design of Pauci-Adaptive, Spirally Tiled Mirrors for Large Size Optical Vortex Generation - Direction des applications militaires Access content directly
Journal Articles Journal of Lightwave Technology Year : 2023

Entwurf eines pauci-adaptiven Spiegels mit spiralförmig getufteten Facetten zur Erzeugung eines großen optischen Wirbels

Design of Pauci-Adaptive, Spirally Tiled Mirrors for Large Size Optical Vortex Generation

Conception d'un Miroir Pauci-adaptatif à Facettes Tuilées en Spirale pour la Création de Vortex Optique de Grande Taille

Abstract

Wir bieten das optische Design eines adaptiven und flexiblen Systems von 4-Quadranten- oder N-Facetten-Spiralspiegeln an, um einen optischen Wirbel auf großen Laserstrahlen zu erzeugen. Durch eine Fernfeldanalyse berechnen wir die Winkelparameter, die die Komponente des Ziel-Laguerre-Gauss-Modus maximieren. Die so erhaltenen modalen Reinheiten sind denen von segmentierten Lamellen oder spiralförmigen Phasenspiegeln sehr ähnlich. Das im Rayleigh-Bereich im Brennpunkt erzielte Beleuchtungsprofil ist regelmäßig, und die Wirkung eines anfänglichen geringen Astigmatismus, der bekanntermaßen die Zirkularität des Beleuchtungsprofils im Brennpunkt bricht, kann abgeschwächt werden. Dieser pauci-adaptive, facettierte Spiegel scheint besonders gut für Ultra-High-Intensity- oder Hochenergie-Lasersysteme geeignet zu sein.
We propose the optical design of an adaptive and flexible 4-quadrant, or N-facet, spirally tiled mirror setup, to generate an optical vortex on large diameter laser systems. From a far-field analysis, we derive the optimal angular parameters that generate the highest contents of the targeted Laguerre-Gaussian mode. The modal purities thus obtained are close to those obtained with standard segmented spiral phase plates or mirrors. The intensity behavior in the focal Rayleigh zone is regular, and the effect of a small laser astigmatism, known to break the circularity of the ring intensity profile at focus, can be corrected. This pauci-adaptive faceted mirror setup appears well suited for use on ultra-high intensity or high energy laser systems.
Nous proposons la conception optique d'un système adaptatif et flexible de miroirs à 4 quadrants, ou à N facettes tuilées en spirale, afin de créer un vortex optique sur des faisceaux laser de grande taille. Par une analyse en champ lointain, nous calculons les paramètres angulaires qui maximisent la composante du mode Laguerre-Gauss ciblé. Les puretés modales ainsi obtenues sont proches de celles obtenues par des lames ou de miroirs de phase spiralée segmentés. Le profil d'éclairement obtenu dans la zone de Rayleigh au foyer est régulier, et l'effet d'un faible astigmatisme initial, connu pour rompre la circularité du profil d'éclairement au foyer, peut être atténué. Ce miroir pauci-adaptatif à facettes tuilées semble particulièrement bien adapté aux systèmes laser de Ultra-Haute Intensité ou de haute énergie.
Fichier principal
Vignette du fichier
EN_JLT_4MirrorsOpticalVortex.pdf (1.2 Mo) Télécharger le fichier
FR_JLT_4MirrorsOpticalVortex.pdf (945.68 Ko) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-04039613 , version 1 (21-03-2023)

Identifiers

Cite

Gaëtan Fauvel, Philippe Balcou. Design of Pauci-Adaptive, Spirally Tiled Mirrors for Large Size Optical Vortex Generation. Journal of Lightwave Technology, 2023, 41 (7), pp.2166-2173. ⟨10.1109/JLT.2022.3227958⟩. ⟨hal-04039613⟩

Collections

CEA CNRS DAM
16 View
56 Download

Altmetric

Share

Gmail Facebook X LinkedIn More