Etude de cavités Fabry-Perot de hautes finesses pour le stockage de fortes puissances moyennes. Application à la source compacte de rayons X ThomX

Cette thèse se concentre sur le développement expérimental effectué sur les cavités Fabry-Perot pour le projet ThomX. Un travail de R&D a été effectué sur deux cavités test. Celui-ci a permis de valider le fonctionnement et les performances de l’oscillateur, de l’amplificateur, de l’asservissement et des miroirs de la cavité Fabry-Perot prévus pour ThomX. Nous avons également pu mener une étude approfondie des effets thermiques apparaissant avec le stockage de forte puissance moyenne. Suite à cela, le montage opto-mécanique a été amélioré et un système innovant permettant de limiter l’impact des effets thermiques sur la stabilité de l’expérience a été mis en place. Ces modifications ont permis le stockage de plus de 200 kW de puissance moyenne intra-cavité stable. Nous avons aussi eu l’opportunité d’effectuer l’analyse de la surface de miroirs endommagés. Ces études sont accompagnées d’une recherche bibliographique de la dynamique d’endommagement associée à la longueur des impulsions. Finalement, nous démontrons la possibilité d’asservir un oscillateur laser sur une cavité Fabry-Perot de quelques dizaines de centimètres.Le travail de R&D a permis de récolter les informations nécessaires à la mise en place d’une méthodologie complète de nettoyage et de vérification de l’état des miroirs pour la cavité Fabry-Perot de ThomX. Les différentes problématiques étudiées ont pu être adaptées à la cavité de ThomX et cela a permis la réussite de son asservissement. Une puissance moyenne de plus de 100kW a pu être stockée dans cette cavité. Les composants permettant d’augmenter cette puissance de manière stable ont été conçus et fabriqués. Les pistes d’amélioration du montage sont données pour que le projet puisse continuer.