Nom de l'entreprise / du laboratoire: Laboratoire d'optique Appliquée, ENSTA

Quand une impulsion laser intense de durée femtoseconde se propage dans l’air, elle donne lieu à la filamentation, un processus spectaculaire où le faisceau se contracte spatialement pour former un mince canal de lumière dans lequel l’intensité est maintenue à ~1013 W /cm2. La filamentation s’accompagne de la formation d’une longue colonne de plasma de courte durée de vie générée dans le sillage de l’impulsion laser. Cette colonne présente notamment la capacité d’initier et de guider des arcs électriques de plusieurs mètres avec une grande reproductibilité [1]. Ces dernières années plusieurs applications basées sur les filaments de plasma ont été proposées telles que le paratonnerre laser [2] et l’antenne virtuelle radiofréquence [3].
 
Un paramètre crucial pour ces applications (en particulier pour le déclenchement de la foudre) est la durée de vie du plasma créé par filamentation, qui doit être la plus longue possible. Le but de ce stage sera donc de caractériser les paramètres du plasma produit par le laser femtoseconde et de tester différentes méthodes pour augmenter cette durée de vie. Pour ce faire, différentes techniques de spectroscopie résolue en temps, d’interférométrie et d’imagerie [4] seront mises en œuvre. On cherchera notamment à développer une mesure de la température du plasma par spectroscopie Raman.

Le candidat devra avoir des connaissances de base en optique ou en physique des plasmas, un bon niveau d’anglais et présenter de solides références scolaires.
Ce stage sera rémunéré et pourra donner lieu à une prolongation en thèse.

[1] B. Forestier, et al., “Triggering, guiding and deviation of long air spark discharges with femtosecond laser filament”, AIP Advances 2, 012151-13 (2012)
[2] A. Houard et al. Laser-guided lightning, Nature Photonics 17, 231 (2023)
[3] Y. Brelet, et al., Radiofrequency plasma antenna generated by femtosecond laser filaments in air”, Applied Physics Letters 101, 264106 (2012)