Autocorrélateur interférométrique pour laser à impulsions ultra-courtes

Les lasers impulsionnels peuvent émettre des impulsions extrêmement courtes que même les meilleures photodiodes ne sont pas assez rapides pour mesurer directement.

L’objectif du projet est de construire un autocorrélateur interférométrique afin de mesurer la durée d’impulsion d’un laser femtoseconde. Pour atteindre ce but, un interféromètre de Michelson est nécessaire. Cet appareil consiste à diviser un faisceau laser en deux sous-faisceaux, dont chacun parcourt un chemin optique légèrement différent avant de se recombiner sur une photodiode. Modifier progressivement l’un des chemins, tout en mesurant la puissance à l’aide d’une photodiode, permet d’obtenir un profil d’intensité sinusoïdale dans une enveloppe gaussienne, permettant ainsi de déterminer la durée d’impulsion du laser.

Toutes les composantes de l’appareil sont maintenues ensemble par des pièces imprimées en 3D. Une interface utilisateur sert à le contrôler, et un programme en Python communique avec un microcontrôleur Arduino pour effectuer le reste du travail. D’abord, les tests ont été effectués sur un laser hélium-néon, ensuite sur un laser picoseconde, puis sur un laser femtoseconde. Sur ce dernier, l’autocorrélateur a permis de calculer à plusieurs reprises une durée d’impulsion de 535 femtosecondes.

L’objectif a été atteint : l’autocorrélateur est fonctionnel et les résultats sont reproductibles. En effet, la durée d’impulsion obtenue (535 fs) est assez semblable à celle fournie par le fabricant (~450 fs).