FR3034577A1

FR3034577A1 - Dispositif et procede de caracterisation d’une impulsion laser femtoseconde

Info

Publication number: FR3034577A1
Application number: FR1552704A
Authority: FR
Inventors: Pierre Bejot; Franck Billard
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Bourgogne
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Universite de Bourgogne
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-10-07
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: EP3278407A1; FR3034577B1; WO2016156391A1

Abstract

Le dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu), comprend : ▪ Un bi-prisme de Fresnel (BPF) séparant un faisceau laser incident ; ▪ Un détecteur (CAM) comprenant au moins un détecteur linéaire semi-conducteur disposé dans une zone de recouvrement dans laquelle les faisceaux séparés interfèrent et génèrent une trace par absorption de deux photons d'au moins deux faisceaux séparés par le bi-prisme de Fresnel, la dite trace générée comportant des informations caractérisant l'impulsion laser (Pu) ; ▪ un calculateur (K) traitant un signal issu du détecteur (CAM) produit par la génération de la trace pour en déduire une durée d'impulsion laser.

Description

1 DISPOSITIF ET PROCEDE DE CARACTERISATION D'UNE IMPULSION LASER FEMTOSECONDE DOMAINE Le domaine de l'invention concerne les dispositifs auto-corrélateurs optiques permettant de caractériser les impulsions lasers. Plus précisément, le domaine de l'invention se rapporte à des dispositifs de caractérisation de lasers dans la bande spectrale de l'infrarouge et des bandes voisines à l'infrarouge. Enfin, le domaine de l'invention concerne les procédés et les dispositifs permettant de mesurer la durée d'une impulsion laser Femtoseconde.

ETAT DE L'ART Actuellement, il existe de nombreux procédés et dispositifs permettant de caractériser les impulsions laser Femtoseconde. Ces procédés peuvent être divisés en deux catégories : les dispositifs dits « multicoups » et les dispositifs dits « monocoups ».

La première catégorie intègrent des lignes à retard, encore appelée ligne à délai, de manière à créer à partir d'une impulsion laser deux sous impulsions. Cette solution est complexe et demande une configuration difficile à mettre en oeuvre, par exemple, en termes d'alignement optique et de conception mécanique. En outre, ces dispositifs ne permettent pas de réaliser des mesures dites « monocoups » pour caractériser une impulsion laser, c'est-à- dire se basant sur l'analyse d'une unique impulsion. En revanche, les dispositifs dits monocoups permettent une telle mesure en s'affranchissant de l'utilisation d'une ligne à délai. Dans ces dispositifs, l'analyse des caractéristiques temporelles de l'impulsion sont reportées dans le domaine spatial puis déduites à partir d'une mesure spatiale. La mesure d'une durée d'impulsion nécessite généralement la création d'un effet non linéaire produisant des traces sur un détecteur pour en déduire les caractéristiques temporelles de l'impulsion. En ce qui concerne la création d'un effet non linéaire pour en 35 déduire une caractérisation d'une impulsion laser, il existe différentes méthodes.

3034577 2 Une méthode répandue est l'utilisation d'un cristal non linéaire qui permet de générer un signal optique quadratique en intensité et donc de produire un effet optique non linéaire convertit ensuite en un signal électrique par un détecteur.

5 Cette méthode repose généralement sur la génération d'une harmonique du second ordre. Ce phénomène est également connu comme un phénomène d'émission de lumière à deux photons. Le principe d'une telle méthode pour générer une non-linéarité est de modifier la couleur d'un faisceau incident.

10 Cependant, l'utilisation d'un cristal non-linéaire reste néanmoins couteuse. Le cristal non-linéaire est, par ailleurs, sujet facilement à des dommages. En outre, l'utilisation de cristaux non-linéaires réduit la gamme spectrale d'utilisation et complexifie les dispositifs à mettre en oeuvre.

15 Les dispositifs auto-corrélateurs donnent une caractérisation partielle d'une impulsion laser. Généralement, ils ne permettent pas d'estimer le spectre de l'impulsion et les phases temporelles et spectrales. En conclusion, les dispositifs actuels sont souvent complexes et ils ne permettent pas d'extraire toutes les données permettant de caractériser 20 une impulsion laser. RESUME DE L'INVENTION L'invention permet de résoudre les inconvénients précités.

25 Un objet de l'invention comprend la production d'un effet non- linéaire par absorption de deux photons directement dans un détecteur à partir d'interférences de faisceaux séparés par un bi-prisme de Fresnel, le détecteur générant et détectant alors l'effet non-linéaire. Des fonctions mathématiques permettent alors de traiter l'image résultante de l'effet non 30 linéaire dans le domaine fréquentiel. Des opérations visant à filtrer le résultat de ces fonctions et à transposer les réponses ainsi filtrées dans le domaine temporel permettent d'établir un système d'équations aboutissant à la détermination d'une durée d'impulsion d'un laser Femtoseconde. La détermination du spectre et 3034577 3 d'autres paramètres caractérisant l'impulsion peuvent être également déduits du système d'équations établi par l'invention. Un objet de l'invention concerne un dispositif pour la 5 caractérisation d'une impulsion laser. Le dispositif comprend : - Un bi-prisme de Fresnel séparant un faisceau laser incident ; - Un détecteur comprenant au moins un détecteur linéaire semiconducteur disposé dans une zone de recouvrement dans laquelle les faisceaux séparés interfèrent et génèrent une trace 10 par absorption de deux photons d'au moins deux faisceaux séparés par le bi-prisme de Fresnel. La trace générée comporte des informations caractérisant l'impulsion laser (Pu). Différentes méthodes permettent l'analyse de la trace 15 générée pour en déduire des paramètres de l'impulsion laser. Avantageusement, un calculateur traite un signal issu du détecteur produit par la génération de la trace pour en déduire une durée d'impulsion laser. Un avantage est d'offrir un dispositif ayant une grande compacité, 20 et une simplicité de mise en oeuvre. Le dispositif évite l'usage d'un cristal non linéaire couteux et facilement endommageable. Selon un mode de réalisation, le bi-prisme de Fresnel sépare l'impulsion incidente en deux sous-impulsions identiques se recombinant 25 spatialement pour former une trace sur chaque pixel du détecteur, le signal détecté par chaque pixel étant dépendant du délai entre les deux impulsions interférant sur chacun des pixels. Selon un mode de réalisation, une position optimisée du détecteur 30 par rapport à la position du bi-prisme est calculée en fonction de l'Apex et de l'indice de réfraction du bi-prisme de Fresnel, l'optimisation de la position permettant de générer une trace sur le détecteur dont la plage temporelle accessible est optimisée.

3034577 4 Un avantage de l'utilisation d'un bi-prisme de Fresnel est de diminuer le nombre de pièces mécaniques d'un autocorrélateur. En outre, il permet d'ajuster et de configurer sur le détecteur une plage temporelle donnée du retard des deux sous impulsions interférentes.

5 Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention comprend un système optique pour réaliser : - une fonction d'homogénéisation du faisceau selon une direction perpendiculaire à l'arête du bi-prisme de Fresnel et/ou ; 10 - une fonction de focalisation du faisceau selon une direction parallèle à l'arête du bi-prisme de Fresnel. Selon un mode de réalisation, la première fonction permet de générer un faisceau laser étendu au moins dans la direction transverse à 15 l'arête du bi-prisme et homogène spatialement en entrée du bi-prisme de Fresnel à partir d'une source laser. Selon un mode de réalisation, le système optique comprend un télescope pour réaliser cette fonction d'homogénéisation. Un avantage est d'obtenir un éclairement uniforme du faisceau 20 incident sur la face amont du bi-prisme et homogène spatialement en entrée du bi-prisme de Fresnel. Par exemple, le système optique TSP, tel qu'un télescope, comprend : - Soit un miroir cylindrique divergent et un miroir cylindrique 25 convergent, par exemple en Ag ou Au ; - Soit une lentille cylindrique divergente et une lentille cylindrique convergente. Un avantage est que le système optique TSP pour homogénéiser le faisceau permet notamment une utilisation optimale de la surface utile du 30 bi-prisme. Selon un mode de réalisation, pour réaliser la seconde fonction de focalisation, le dispositif de l'invention comprend également un système optique LC pour focaliser le faisceau selon une direction parallèle à l'arête du bi-prisme de Fresnel dans le plan du détecteur afin d'augmenter la sensibilité 3034577 5 du dispositif. Un système optique permet de focaliser le faisceau selon une direction parallèle à l'arête du bi-prisme de Fresnel dans le plan du détecteur afin d'augmenter la sensibilité du dispositif. Par exemple, le système optique pour focaliser LC comprend : soit 5 une lentille cylindrique, soit un miroir cylindrique. Le système optique pour harmoniser, tel qu'un télescope, peut être utilisé conjointement avec un système optique pour focaliser le faisceau dans une direction parallèle à l'arête du bi-prisme.

10 Selon un mode de réalisation, les deux systèmes optiques TSP et LC peuvent être combinés en un seul système optique permettant à la fois de réaliser la fonction d'homogénéisation du faisceau selon une direction perpendiculaire à l'arête du bi-prisme de Fresnel et de réaliser une fonction 15 de focalisation du faisceau selon une direction parallèle à l'arête du bi-prisme de Fresnel. Un exemple est un système optique comprenant un miroir cylindrique divergent et un miroir sphérique convergent. Le miroir sphérique permettant la fonction du miroir cylindrique dans une dimension pour réaliser 20 l'homogénéisation dans la direction perpendiculaire à l'arête du bi-prisme et la focalisation dans une direction parallèle à l'axe de l'arête du bi-prisme de Fresnel. Ce mode de réalisation permet d'obtenir un dispositif plus compact. Selon un mode de réalisation, le détecteur comprend au moins : 25 - Une ligne de pixels ; - Un matériau semi-conducteur ayant une gamme à deux photons. Un avantage est de disposer d'un détecteur qui réalise les deux fonctions suivantes : la génération de l'effet non linéaire et de la détection de 30 l'effet non linéaire ainsi généré. Selon un mode de réalisation, le détecteur est une caméra CCD ou CMOS et que le matériau semi-conducteur est du silicium ou du InGaAs. Selon un mode de réalisation, un filtre est associé au détecteur de manière à filtrer les fréquences produisant un effet linéaire sur le détecteur.

3034577 6 Un avantage est qu'un simple détecteur du commerce peut suffire pour réaliser le dispositif de l'invention. Le matériau du détecteur est simplement choisi en fonction de la gamme en fréquence du laser que l'on souhaite caractériser.

5 Selon un mode de réalisation, le calculateur effectue : - une quantification du photo-courant produit par la détection d'un signal sur chacun des pixels ; - une transformée de Fourier unidimensionnelle d'au moins une 10 ligne d'une image résultante du signal détecté par le détecteur ; - un filtrage dans le domaine fréquentiel de la transformée de Fourier unidimensionnelle de manière à identifier des contributions d'au moins une fonction oscillante expérimentale à différentes fréquences et résultantes de l'effet à deux photons 15 obtenues sur le détecteur ; - au moins une transformée inverse d'au moins une fonction oscillante expérimentale ; - un calcul d'au moins une fonction oscillante théorique à partir d'un modèle théorique ; 20 - un ajustement entre au moins une fonction oscillante calculée par la transformée inverse de Fourier et au moins une fonction oscillante théorique calculée à partir du modèle théorique en faisant varier au moins un paramètre caractérisant l'impulsion laser Femtoseconde ; 25 - Une déduction de la durée d'impulsion laser à partir d'au moins la fonction oscillante théorique déterminée par l'étape d'ajustement. Selon un mode de réalisation, la composition spectrale de 30 l'impulsion est déterminée à partir de la transformée de Fourier d'au moins une fonction oscillante expérimentale. Un autre objet de l'invention concerne un procédé pour la caractérisation d'une impulsion laser Femtoseconde, caractérisé en ce qu'il 35 comprend : 3034577 7 - Une acquisition d'une image d'un détecteur produite par absorption de deux photons à partir d'interférences de faisceaux émis lors d'une impulsion laser Femtoseconde, lesdits faisceaux étant séparés par un bi-prisme de Fresnel ; 5 - une transformée de Fourier unidimensionnelle de l'image formée; - un filtrage dans le domaine fréquentiel d'au moins une raie résultante de la transformée de Fourier de manière à identifier au moins une contribution d'au moins une fonction oscillante expérimentale de l'image formée résultante de l'effet à deux 10 photons obtenu sur le détecteur; - au moins une transformée inverse d'au moins une transformée de Fourier filtrée d'au moins une fonction oscillante filtrée définissant au moins une fonction expérimentale ; - un calcul d'au moins une fonction oscillante théorique à partir d'un 15 modèle théorique de l'impulsion laser ; - un ajustement entre au moins une fonction expérimentale et au moins une fonction oscillante calculée à partir du modèle théorique en faisant varier au moins un paramètre caractérisant l'impulsion laser Femtoseconde ; 20 - Une déduction de la durée d'impulsion laser à partir d'au moins la fonction oscillante théorique optimum déterminée par l'étape d'ajustement. Un avantage du procédé de l'invention est de permettre 25 d'effectuer des opérations mathématiques à partir de l'image produite pour caractériser l'impulsion laser. Un autre avantage est le fait de nécessiter qu'un paramétrage simple. Notamment, le calcul de fonctions théoriques peut être réalisé avec des profils d'impulsion prédéfinis. Un autre avantage est que les étapes du procédé peuvent être générées automatiquement de 30 sorte à fournir un résultat dès que l'image est produite sur le détecteur. Selon un mode de réalisation, l'étape de filtrage est optimisée à partir de paramètres optiques comprenant au moins l'angle d'Apex du biprisme, la bande de sensibilité du détecteur, la bande d'absorption à deux 35 photons du détecteur, la taille des pixels du détecteur.

3034577 8 Avantageusement, ces paramètres peuvent être préconfigurés dans une interface de sorte à rendre le procédé totalement automatique et indépendant d'une intervention. Un autre avantage est de permettre une grande flexibilité de changement ou de modification du dispositif. Par 5 exemple, lorsqu'un autre bi-prisme est choisi, seulement quelques paramètres peuvent être redéfinis. Selon un mode de réalisation, le modèle théorique comprend la définition d'une hypothèse de la forme du profil du champ de l'impulsion laser.

10 Selon un mode de réalisation, l'étape d'ajustement comprend une détermination d'un couple de paramètres d'au moins deux fonctions oscillantes théoriques, ledit couple de paramètres déterminant un optimum de vraisemblance entre les fonctions théoriques et les fonctions 15 expérimentales. Un avantage est de calculer un optimum selon deux paramètres, ce qui rend l'étape d'ajustement particulièrement performante.

20 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - figure 1 : un montage optique conforme à l'invention permettant de 25 faire interférer des signaux séparés par un bi-prisme de Fresnel afin d'obtenir une trace sur un détecteur par absorption de deux photons ; - figure 2 : un système optique permettant d'obtenir un faisceau laser collimaté, étendu au moins dans la direction normale à l'arête 30 du bi-prisme de Fresnel; - figures 3A, 3B: un détecteur optique linéaire comprenant un ensemble de pixels avant et après l'application du faisceau laser ; - figure 4 : un schéma de principe de l'absorption à deux photons ; - figure 5 : les principales étapes de traitements de l'invention 35 permettant de déduire une durée d'impulsion à partir des traces obtenues sur le détecteur.

3034577 9 5 DESCRIPTION L'invention a pour objet un dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser Femtoseconde également dénommé « Autocorrélateur optique ». Le dispositif de l'invention permet de mesurer des impulsions 10 laser ultra-courtes allant de quelques Femtosecondes à plusieurs centaines de Femtosecondes. Le dispositif de l'invention permet d'une part de créer deux sous-impulsions identiques décalées dans le temps de manière variable à partir d'un bi-prisme de Fresnel et d'autre part d'observer un effet non linéaire 15 induit par un effet d'absorption à deux photons par la combinaison de ces deux sous-impulsions sur un détecteur comprenant un semi-conducteur. Bi-prisme de Fresnel La figure 1 représente un bi-prisme de Fresnel, noté BPF, qui est 20 agencé dans l'axe optique d'un faisceau laser pour séparer un faisceau incident Fsi en des faisceaux émergents Fse. Les faisceaux émergents interférent alors dans une zone d'interférence, notée Zi, également appelée zone de recouvrement des faisceaux émergents Fse. Le bi-prisme de Fresnel BPF comporte une face amont Fa, se 25 présentant selon un plan perpendiculaire à l'axe optique, c'est-à-dire perpendiculaire au faisceau incident Fsi émis par le laser. En outre, le biprisme de Fresnel BPF comporte une face aval Fav comprenant différentes parties inclinées. Chaque partie inclinée de la face aval est orientée selon un angle défini par l'Apex A du bi-prisme de Fresnel BPF qui permet de modifier 30 l'angle de sortie du faisceau émergent Fse. Dans la partie supérieure de la face aval Fav du bi-prisme de Fresnel BPF les faisceaux convergent selon un angle de -0 par rapport à l'axe optique et dans la partie inférieure de la face aval Fav du bi-prisme de Fresnel BPF, les faisceaux convergent selon un angle de 0 par rapport à l'axe optique. 3034577 - 10 - Un exemple d'un bi-prisme de Fresnel BPF pouvant être utilisé est un bi-prisme en silice fondue ou NaCI, BaF2, CaF2. Le bi-prisme de Fresnel BPF dans la configuration de l'invention 5 est un élément optique permettant de générer deux sous-impulsions, c'est-à- dire deux répliques de l'impulsion dont on cherche à mesurer la durée, se croisant avec un angle 2E) par rapport à l'axe de propagation initial du faisceau incident Fsi.

10 En considérant un bi-prisme de Fresnel BPF avec un Apex, noté A, on obtient l'expression analytique du demi-angle de croisement 0 des faisceaux émergents du bi-prisme de Fresnel par la relation suivante : (ivO = asin [n s n - A-) - - -A ) 2 2 2 2 15 Où « n » est l'indice de réfraction du bi-prisme de Fresnel BPF à la longueur d'onde considérée. Dans la direction orthogonale à la direction de propagation et à 20 l'arête du bi-prisme, ladite direction étant située dans la zone Zi de recouvrement de deux faisceaux émergents se croisant, à chaque hauteur x correspond alors un délai -c entre les deux sous-impulsions avec l'expression analytique du délai -c exprimée ainsi : 2xsin [0] T Où « c » est la célérité de la lumière.

25 En amont du bi-prisme de Fresnel BPF, le faisceau laser incident Fsi est configuré pour présenter une homogénéité sur toute sa largeur. Un système optique de mise en forme spatial du faisceau en amont peut être utilisé à cet effet. Le faisceau incident Fsi se présente alors uniformément réparti sur la face amont Fa, du bi-prisme de Fresnel BPF.

30 Dans ce cas, l'éclairement uniforme du faisceau incident Fsi se réparti sur la totalité de la face amont Fa, du bi-prisme de Fresnel BPF. Le dispositif de l'invention comprend une configuration optimale pour laquelle la 3034577 génération et la détection d'un effet linéaire sont maximales sur un détecteur disposé en aval du bi-prisme de Fresnel BPF. La distance optimale « d » à laquelle un détecteur CAM peut être placé pour générer un effet non-linéaire avec la plus grande amplitude par 5 combinaison de deux faisceaux émergents peut s'exprimer selon la forme analytique suivante : H 1+tanr12) tan 0 d = , 4 tan 0 10 avec H la demi-hauteur du bi-prisme de Fresnel BPF. Cette distance permet d'optimiser la plage temporelle accessible à la mesure.

15 On peut également déterminer, la plage temporelle totale AT associée 1-tan(U-A/2)tan(0) à cette distance &= H sin(0). Cette plage temporelle est c déterminée en intégrant, pour toutes les hauteurs x, la valeur du délai -c entre les deux sous-impulsions.

20 La taille d'un détecteur linéaire optimale est donc obtenue pour une longueur de Ldétecteur : Ldétecteur = U [1_ - tan Ci - A/2) tan(0)1 Un détecteur CAM est agencé dans la zone d'interférence Zi pour 25 détecter les traces d'interférométrie des faisceaux se recombinant. Avantageusement, le bi-prisme de Fresnel BPF permet, par la création de deux sous-impulsions, de transposer les propriétés temporelles des faisceaux émergents du bi-prisme de Fresnel BPF en informations spatiales par la génération de traces d'interférométrie sur les pixels d'un 30 détecteur CAM. Un intérêt de l'utilisation d'un bi-prisme de Fresnel BPF est d'obtenir un dispositif compact et peu encombrant. L'invention se rapporte toutefois à d'autres éléments ayant pour fonction de séparer un faisceau en 35 deux faisceaux croisés voyageant en moyenne sur la même distance. A titre d'exemple, l'utilisation de deux miroirs orientés avec un angle équivalent à 3034577 - 12 - celui de l'angle 0 des faisceaux émergents du bi-prisme de Fresnel BPF et formant un système réflectif peut être utilisé pour réaliser les mêmes fonctions que le bi-prisme de Fresnel BPF.

5 Le bi-prisme de Fresnel BPF permet d'associer, à chaque pixel d'une ligne du détecteur CAM, un délai différent entre les deux faisceaux, l'incrément temporel entre deux pixels étant constant. Les deux faisceaux incidents sur le pixel produisent alors un effet non-linéaire par absorption à deux photons.

10 Un intérêt du dispositif et du procédé de l'invention est de créer une relation entre l'intensité spatiale générée sur chaque pixel relativement au retard de deux faisceaux interférant au niveau du détecteur CAM.

15 Montage optique de mise en forme en amont Un système optique agencé en amont du bi-prisme selon l'axe optique peut être associé à ce dernier. On nomme le système optique DO qui comprend les deux systèmes TSP et LC de mise en forme en amont, plus généralement le système optique qui comprend les fonctions d'harmonisation 20 du faisceau et de focalisation du faisceau. La figure 2 représente un cas d'exemple illustrant un tel montage visant à uniformiser l'éclairement la face amont Fa, du bi-prisme de Fresnel BPF. Un tel montage peut être réalisé par un télescope optique TSP. Selon un mode de réalisation, le télescope optique TSP comprend 25 au moins deux miroirs ou lentilles sphériques ou cylindriques Md et Mc dont le premier est divergent Md et le second est convergent Mc. A titre d'exemple, la distance focale du miroir divergent Md peut être choisie sensiblement égale à 5cm et la distance focale du miroir convergent Mc peut être choisie sensiblement égale à 20cm 30 La lentille LC optionnelle permet de focaliser le faisceau dans la direction parallèle à l'arête du bi-prisme afin d'augmenter localement sur quelques lignes l'intensité lumineuse. Un avantage est d'obtenir un signal non-linéaire enregistré sur le détecteur couvrant toute la dynamique de ce dernier et permet d'améliorer la sensibilité du dispositif. 3034577 - 13 - La figue 2 représente un faisceau Fsg provenant d'un laser dont on cherche à caractériser l'impulsion, le faisceau Fss sortant du télescope TSP traverse une lentille LC et intercepte la face amont Fa, du bi-prisme de Fresnel BPF par un faisceau incident Fsi.

5 Un autre système optique plus compact permettant de réaliser la fonction d'harmonisation du faisceau et la fonction de focalisation peut être proposé en utilisant une miroir sphérique ou une lentille sphérique du télescope évitant d'utiliser la lentille cylindrique LC.

10 Détecteur Le dispositif de l'invention est un autocorrélateur dans la mesure où l'autocorrélation produite est dite « interférométrique ». Les traces produites sur le détecteur CAM de l'invention forment un interférogramme 15 enregistré par autocorrélation interférométrique. Cette autocorrélation interférométrique est basée sur l'absorption à deux photons. Le phénomène d'absorption à deux photons est un phénomène différent de celui d'émission de lumière à deux photons qui est, par exemple, produit avec un cristal non linéaire.

20 La figure 4 représente un schéma de principe du mécanisme de l'absorption à deux photons dans laquelle les bandes d'énergie du matériau semi-conducteur sont représentées en fonction du vecteur d'onde de l'électron k. La bande de conduction Bc et la bande de valence Bv sont séparées par un Gap noté G.

25 A titre d'exemple en considérant un matériau semi-conducteur de type silicium, le Gap du silicium est d'environ 1120 nm. On considère, pour mettre en oeuvre l'invention, que le détecteur ne soit pas soumis à des radiations dont la longueur d'onde appartient à sa gamme de sensibilité, par exemple soit en effectuant le procédé dans le noir, c'est-à-dire sans lumière 30 visible, soit par l'utilisation d'un filtre. Dans ce contexte, dans la bande connexe et supérieure à la bande de sensibilité du détecteur, c'est-à-dire pour le silicium, la bande de [1200-2200 nm], le détecteur produit alors un photo-courant uniquement dû au phénomène non linéaire d'absorption à deux photons. On distingue ici la bande de sensibilité d'un détecteur 3034577 - 14 - correspondant à la détection d'effets linéaires et la bande à deux photons d'un détecteur correspondant à la détection d'effets non-linéaires. Le photo-courant enregistré est alors uniquement dû dans cette zone à de l'absorption à 2 photons, c'est à dire l'absorption simultanée de 2 5 photons. Lorsque le détecteur est soumis à un champ E, le photo-courant lph est alors proportionnel à: 'ph oc f9U4]dt, Dans le cadre de l'invention, un avantage est de pouvoir générer le phénomène non-linéaire directement sur le détecteur puisque c'est par le 10 phénomène d'absorption à deux photons que le détecteur crée lui-même la non-linéarité qui est exploitée ensuite par les étapes du procédé de l'invention. Le dispositif de l'invention comprend avantageusement un détecteur au moins linéaire, c'est-à-dire au moins formé d'une ligne de 15 pixels. Un détecteur linéaire comprend une ligne de pixels, notés pxi, sur lesquelles les traces d'interférométrie se forment à partir de la combinaison des deux impulsions créées par le bi-prisme de Fresnel BPF. Selon un autre mode de réalisation, le détecteur est une matrice de pixels. Dans les deux cas, linéaire ou matriciel, le signal délivré par le 20 détecteur est désigné par le terme « image » dans la suite, image unidimensionnelle dans le premier cas et bidimensionnelle dans le second. La taille des pixels est définie de manière à permettre une résolution suffisante pour échantillonner les différentes intensités de signaux en fonction du délai r.

25 Une propriété intéressante du dispositif de l'invention est la génération d'un effet non linéaire créé par le phénomène d'absorption à deux photons. Ce phénomène permet de générer une non-linéarité ayant pour résultat une intensité lumineuse créée sur chaque pixel px; du détecteur CAM lors de la combinaison des deux sous-impulsions.

30 Le matériau utilisé comme semi-conducteur du détecteur optique CAM peut être du Silicium ou encore de l'InGaAs. Le matériau du semiconducteur est choisi et adapté selon la gamme spectrale du laser que l'on souhaite caractériser. Chaque matériau semi-conducteur comprend une gamme d'absorption à deux photons. Le dispositif et le procédé de l'invention 3034577 - 15 - permettent donc de déterminer un matériau du semi-conducteur du détecteur qui soit dans la gamme à deux photons selon la gamme en fréquences du laser à caractériser.

5 Le dispositif de l'invention comprend un détecteur réalisant deux fonctions. La première fonction est la génération d'un effet non linéaire et la seconde fonction est la détection de cet effet. Afin de réaliser la première fonction, afin d'éviter la détection 10 d'effets linéaires produits dans la gamme de sensibilité du détecteur, le détecteur optique peut être configuré pour ne pas détecter les ondes dans sa gamme de sensibilité linéaire. A cet effet, le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre sans source lumineuse parasite, par exemple dans une chambre noire dans laquelle la seule source lumineuse est le laser.

15 Selon un autre mode d'implémentation de l'invention, le détecteur peut être couplé à un filtre lumineux pour filtrer et donc écarter la capture d'ondes lumineuses dans sa gamme de sensibilité linéaire. Le filtrage peut être sélectif est ne laisser passer que les ondes correspondantes aux longueurs d'onde des ondes émises par le laser.

20 Un intérêt du filtrage des ondes lumineuses, est de s'affranchir d'une perturbation des mesures par la capture d'effets linéaires résultant de la détection des ondes dans le domaine visible. Dans le cas du silicium, le filtre peut avantageusement être configuré pour filtrer les ondes ayant une longueur d'onde inférieure de 1,2 25 pm de sorte à protéger le capteur de toute radiation visible qui perturberait les mesures. L'objectif d'un tel filtrage est de supprimer la contribution du signal linéaire sur le détecteur CAM qui perturberait les mesures de l'effet non 30 linéaire permettant de caractériser l'impulsion du laser. Le dispositif de l'invention est configuré, selon un exemple, pour mesurer la durée d'impulsion infrarouge du laser dans la gamme de longueur d'onde d'absorption à deux photons du détecteur comprise dans la bande 35 [1.3 pm ; 2.4 pm]. Cette gamme correspond à la zone d'absorption à deux 3034577 - 16 - photons du Silicium. Dans ce cas, la gamme de sensibilité du détecteur est d'environ [400 nm ; 1200 nm] Le procédé de l'invention permet à partir du phénomène d'absorption à deux photons, de mesurer l'effet produit par le détecteur lors 5 de la capture de photons du laser Femtoseconde. Selon un autre exemple, lorsque le matériau semi-conducteur du détecteur est de l'InGaAs, la gamme de sensibilité du détecteur est comprise entre 0, 9 pm et 1, 7 pm. Dans ce cas la gamme d'absorption à deux photons 10 du détecteur est de 1,8 pm jusqu'à 3,4 pm. L'invention se rapporte à tout type de matériaux semi-conducteur d'un détecteur. Les propriétés du détecteur CAM sont choisies de sorte à caractériser une impulsion laser émise dans une gamme donnée de 15 longueurs d'ondes. En outre, les plages de fonctionnement, comprenant les plages spectrales du laser, les fenêtres temporelles d'acquisition du détecteur, la résolution temporelle du détecteur, la sensibilité du détecteur et la plage 20 temporelle du laser à caractériser, peuvent être adaptées en modifiant l'angle d'Apex du bi-prisme de Fresnel BPF et le type de détecteur CAM. Fonctions oscillantes Les traces formées sur le détecteur CAM de l'invention produite 25 par autocorrélation interférométrique comprennent au moins trois informations différentes, nommées par la suite G2, F1 et F2, résultantes des non linéarités générées sur le détecteur. Ces informations peuvent être décrites sous forme de fonctions oscillantes. Les fonctions oscillantes G2, F1 et F2 peuvent être extraites 30 indépendamment car elles oscillent à des fréquences différentes dont respectivement à w=0, w = wo et w =2.w0, où wo est la pulsation centrale du laser à caractériser. Les fonctions oscillantes sont exprimées par la forme analytique suivante : 35 3034577 - 17 - . G2(T) = f i(t)1(t + T)dt (1) - Fl(t) = f EME* (t + T)dt (2) 5 - F2(T) = f E2(t)E*2(t + t)dt (3) E est l'enveloppe complexe du champ à caractériser et I = 1E12 En supposant une forme d'impulsion ad hoc, c'est-à-dire un profil 10 d'impulsion laser générée, il est possible à partir du procédé de l'invention de déterminer la durée réelle de l'impulsion du laser à partir d'un rapprochement entre au moins une fonction oscillante théorique, dont f1 et/ou f2, et une fonction oscillante expérimentale F1 et/ou F2. Un profil d'impulsion supposée peut être, à titre d'exemple, un profil gaussien. Ce profil supposé est alors 15 utilisé pour calculer une fonction oscillante théorique. Les fonctions oscillantes permettent également de déduire le spectre de l'impulsion. Le procédé de l'invention permet également de déduire la durée minimale de l'impulsion pouvant être obtenue à partir de ce spectre. En outre, le procédé de l'invention permet donc de déterminer un 20 paramètre de glissement de fréquence, au signe près du spectre de l'impulsion laser à caractériser. La fonction oscillante G2 peut également être utilisée indépendamment des fonctions F1 et/ou F2 pour déterminer la durée 25 d'impulsion du laser. La fonction oscillante G2 peut donc être utilisée pour obtenir une second valeur de l'impulsion. Celle-ci peut être utilisée pour vérifier la valeur obtenue avec les fonctions F1 et F2. Elle peut également être utilisée pour établir une valeur moyenne de la durée d'impulsion. Toutefois, la fonction G2 est plus sensible que les fonctions F1 et F2 aux artéfacts de 30 mesures liées aux inhomogénéités spatiales du laser à caractériser. De ce fait, la valeur calculée par la fonction oscillante G2 peut être obtenue dans une gamme d'incertitude plus importante que les valeurs obtenues par les fonctions F1 ou F2.

35 Si on considère un champ complexe E compressé en limite de Fourier de la forme : 3034577 - 18 - t2 E = exp Dans cet exemple, la forme du champ est considérée comme gaussienne.

5 Le champ spectral s'écrit alors : w2 E(w) = exp[ t4 ] En imposant un glissement de fréquence linéaire K à : É(co) = É(co) exp [iK(.02], Le champ « non compressé » Ec s'écrit alors : t2 Ec = exp [- exp [-iat2], Gtc io-4+16K2 avec o-tc = et a = 4 0-4+16K2 Les expressions de G2, F1 et F2 peuvent alors être exprimées ainsi : r2 - G2 (T) = exp (- , tr tc (3o-il+16K2)r2 1 - Fi (T) = 1 cos ( 42Kr2 +16K 2) 1 exp ut [ zio-î (cre +16K2)1/ - F2 (T) = exp (r2- (4). et 20 Selon la position du pixel vis-à-vis des faisceaux émergents Fse et interférant, le signal acquis est une fonction du délai -c. En conséquence, le délai -c est défini pour chaque pixel du détecteur CAM. L'intensité du signal de chaque pixel est une combinaison des trois fonctions pour un délai -c donné.

25 Les fonctions F1, F2 et G2 sont reliées à des modulations temporelles et donc spatiales qui sont liées à des fréquences différentes. Pour analyser la contribution de chacune des fonctions oscillantes dans l'image, la méthode de l'invention permet d'appliquer une transformée de Fourier unidimensionnelle d'au moins une ligne de l'image. 10 15 3034577 - 19 - Simulation du dispositif complet Le procédé de l'invention permet de définir le champ électrique après la traversée du bi-prisme de Fresnel BPF. On considère un champ 5 électrique de la forme : r2 E (x, t) = exp F- exp[-iat2] F[x] 0- tc où F[x] est la distribution spatiale de E. Après traversée dans le bi-prisme de Fresnel BPF, le champ spectral 10 E (x, w) associé à E s'écrit : co lx Isin[61(w)]) E(x, co) = E(x, co)exp ( i c Après propagation sur une distance Z, le champ spectral -É(kx, w) dans le référentiel voyageant à la vitesse cos(e) vaut : 15 É(kx,co,Z) = É(kx, co)exp(i k k2 (w) - ic. wco :091 z) , avec k(w) = c A partir de '(k, w, Z), on retrouve alors E (x, t) puis l'autocorrélation S par : S(x) = f 9î. [E (x, t)]4 dt CT En posant x = 2sin(9)' on obtient alors le signal d'autocorrélation S(r). Procédé de traitement 20 Chaque étape du procédé de l'invention peut être réalisée au moyen d'un calculateur pour effectuer les opérations nécessaires pour réaliser chaque fonction qu'elle soit relative à des opérations de traitement du signal, de traitement d'image ou des algorithmes permettant de déduire une ou plusieurs valeurs. Les transformées directes et inverses de Fourier 25 peuvent être réalisées par un calculateur. En outre, une ou plusieurs mémoires peuvent être utilisée(s) pour sauvegarder des données lors des calculs, ou encore enregistrer des valeurs obtenues par le procédé. Des 3034577 - 20 - moyens d'affichages peuvent être utilisés également pour observer des résultats intermédiaires du procédé, les raies obtenues ou les valeurs calculées par le procédé. 5 a)Acquisition et traitement des signaux Suite à l'acquisition, étape notée ACQ sur la figure 5, par le détecteur CAM de traces ayant différentes intensités sur chaque pixel, le procédé comprend une étape de génération d'une image, notée T1_IMG, qui vise à quantifier l'intensité lumineuse acquise sur chaque pixel.

10 L'image obtenue représente une répartition d'intensités d'un signal à deux photons sur chacun des pixels. La figure 3A représente un détecteur linéaire comprenant une ligne de pixels px; avant que l'impulsion laser ne soit émise. La figure 3B représente le même détecteur linéaire après 15 l'acquisition des signaux à deux photons par chaque pixel pxi. Chaque pixel PXi reçoit une intensité de signal correspondant à un délai -c variant sur la ligne du détecteur selon les recombinaisons des faisceaux émergents Fse du bi-prisme de Fresnel BPF. On comprend, à la lumière de la figure 3B, que chaque pixel px; reçoit un signal dont l'intensité varie en fonction des nuances 20 de gris représentées. Le cas de la figure 3B est représenté sans tenir compte d'une configuration particulière du dispositif. b)Transformée de Fourier Le procédé ou le dispositif de l'invention permet alors la réalisation 25 d'une transformée de Fourier (FFT) unidimensionnelle pour l'ensemble des lignes de pixels du détecteur CAM. La transformée de Fourier permet de passer dans l'espace fréquentiel et d'obtenir des raies en fréquences. Cette étape est représentée par l'étape FFT 1D de la figure 5. La transformée de Fourier des traces acquises sur chaque pixel 30 peut être visualisée au moyen d'un afficheur sous forme de raies spectrales. Au moins trois raies principales sont obtenues et correspondent aux contributions des fonctions oscillantes F1, F2 et G2. Les trois raies sont obtenues pour chacune des pulsations suivantes : 35 - w=0; 3034577 - 21 - - W = Wo et ; - w = 2 - wo où wo est la pulsation centrale du laser à caractériser.

5 Les pulsations correspondent aux pulsations des fonctions oscillantes définies précédemment. C) Filtrage Le procédé de l'invention comprend une étape de filtrage de 10 chacune des raies obtenues par les transformées de Fourier. Un avantage de l'étape de filtrage permet d'isoler la contribution de chacune des fonctions oscillantes dans le signal acquis par chaque pixel. Le filtrage peut être par exemple un filtrage sélectif autour de chaque raie de sorte à obtenir la contribution principale de chaque fonction 15 F1,F2etG2. Cette étape est représentée à la figure 5 par l'étape F. L'étape de Filtrage est F est configurée en fonction des paramètres optiques du dispositif de l'invention. Notamment, parmi ces 20 paramètres on trouve : le type de détecteur, ses gammes de sensibilité et d'absorption à deux photons, l'angle d'Apex et la taille des pixels. Ces paramètres sont des données qui permettent de configurer un filtrage optimisé des raies obtenues. 25 d) transformée inverse Le procédé de l'invention comprend une étape visant à calculer la transformée de Fourier inverse des trois réponses fréquentielles filtrées à l'étape de filtrage. Cette étape comprend donc au moins une opération qui comprend au moins une transformée inverse (FFT-1) d'une raie 30 précédemment filtrée. La fonction de transformée inverse permet de rebasculer dans le domaine temporel. Selon un mode de réalisation, l'invention permet de déterminer la transformée de Fourier inverse d'une, deux ou trois raies correspondantes aux fonctions oscillantes F1, F2 et G2. 3034577 - 22 - Cette étape comprend donc les sous étapes notées sur la figure 5 : FFT-1(F1), FFT-1(F2), FFT-1(G2). On obtient alors le tracé expérimental dans le domaine temporel des fonctions oscillantes expérimentales Fi(t), F2(-u), G2(t) qui sont des 5 fonctions du délai r. e) Ajustement Le procédé de l'invention comprend une étape d'ajustement, notée COMP (r, a-i-). Cette étape vise à ajuster les courbes expérimentales 10 obtenues par la transformée de Fourier inverse avec les fonctions fl, f2 et g2 théoriques. La fonction d'ajustement du procédé correspond à une comparaison par exemple d'une fonction F1 expérimentale et d'une fonction f1 théorique pour laquelle certains paramètres varient pour déterminer un 15 optimum de vraisemblance des deux fonctions. Les fonctions théoriques fi, f2, g2 sont déterminées mathématiquement en supposant une forme temporelle théorique de l'impulsion laser. A titre d'exemple plusieurs formes d'impulsions peuvent 20 être utilisées comme par exemple une forme gaussienne ou hyperbolique. Cette forme est déterminée soit parce qu'elle est connue, soit par ce qu'elle est supposée. La forme de l'impulsion peut être définie également par une autre fonction mathématique. Le procédé de l'invention comprend donc la définition d'une 25 hypothèse de la forme de l'impulsion. L'étape d'ajustement permet de déterminer la fonction théorique la plus vraisemblable à la fonction expérimentale obtenue après les étapes de transformées inverses. Cette étape permet de déduire la durée d'impulsion et la largeur spectrale.

30 L'étape d'ajustement comprend une variation de paramètres définissant l'impulsion laser théorique qui peut être réalisée par un algorithme d'ajustement. Un tel algorithme est connu est peut être choisi en fonction d'une configuration donnée du dispositif. L'étape d'ajustement permet de déterminer les paramètres K et a-i- qui sont des paramètres de la 35 forme analytique des fonctions fl, f2 et g2 théoriques. L'étape d'ajustement 3034577 - 23 - permet de déduire le meilleur couple {K, a-r} pour lesquels les fonctions théoriques et les fonctions expérimentales sont les plus proches entre elles. Selon un mode de réalisation, l'étape d'ajustement du procédé de l'invention permet d'ajuster les fonctions expérimentales F1 et F2 en même 5 temps. Lorsque l'étape d'ajustement est réalisée en même temps, on cherche le meilleur compromis pour que les fonctions théoriques fi et f2 soient les plus proches possibles des fonctions expérimentales F1 et F2. Ce mode est particulièrement avantageux pour obtenir de manière précise une bonne estimation de la durée de l'impulsion.

10 La détermination du couple {K, a-r}, solution de la fonction d'ajustement, permet d'aboutir à la forme du champ, c'est-à-dire à la durée d'impulsion et son spectre qui sont également des paramètres des fonctions théoriques fi, f2, g2. Par ailleurs, la transformée de Fourier d'au moins une fonction 15 oscillante, telle que F2, permet de déduire le spectre du laser. Le procédé de l'invention comprend également optionnellement des moyens permettant de mémoriser et d'afficher les résultats du traitement des fonctions oscillantes. Les résultats obtenus, dont la durée actuelle du 20 laser, les paramètres de glissement de fréquences et la durée minimale de l'impulsion si le glissement de fréquence est compensé, peuvent également être mémorisés et affichés au moyen d'une mémoire et d'un afficheur. Un avantage de l'invention est qu'il est applicable à des lasers 25 faibles cadence et haute énergie et à des lasers haute cadence et faible énergie.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu), caractérisé en ce qu'il comprend : - Un bi-prisme de Fresnel (BPF) séparant un faisceau laser incident ; - Un détecteur (CAM) comprenant au moins un détecteur linéaire semi-conducteur disposé dans une zone de recouvrement dans laquelle les faisceaux séparés interfèrent et génèrent une trace par absorption de deux photons d'au moins deux faisceaux séparés par le bi-prisme de Fresnel, la dite trace générée comportant des informations caractérisant l'impulsion laser (Pu).
2. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un calculateur (K) traitant un signal issu du détecteur (CAM) produit par la génération de la trace pour en déduire une durée d'impulsion laser.
3. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le biprisme de Fresnel (BPF) sépare l'impulsion incidente en deux sous- impulsions identiques se recombinant spatialement pour former une trace sur chaque pixel du détecteur, le signal détecté par chaque pixel étant dépendant du délai (t) entre les deux impulsions interférant sur chacun des pixels.
4. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une position optimisée du détecteur (CAM) par rapport à la position du biprisme (BPF) est calculée en fonction de l'Apex (A) et de l'indice de réfraction (n) du bi-prisme de Fresnel (BPF), l'optimisation de la 3034577 - 25 - position permettant de générer une trace sur le détecteur (CAM) dont la plage temporelle accessible est optimisée.
5. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une 5 quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un système optique (DO) génère un faisceau laser étendu au moins dans la direction transverse à l'arête du bi-prisme et homogène spatialement (Fsi) en entrée du bi-prisme de Fresnel (BPF) à partir d'une source laser. 10
6. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système optique (DO) comprend un télescope (TSP). 15
7. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un système optique (DO) permet de focaliser le faisceau selon une direction parallèle à l'arête du bi-prisme de Fresnel (BPF) dans le plan du détecteur afin d'augmenter la sensibilité du dispositif. 20
8. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le système optique (DO) pour harmoniser le faisceau dans une direction perpendiculaire à l'arête du bi-prisme de Fresnel (BPF) comprend : 25 11 Soit un miroir cylindrique divergent (Md) et un miroir cylindrique convergent (Mc) ; Soit une lentille cylindrique divergente (Md) et une lentille cylindrique convergente (Mc) ; Et pour focaliser le faisceau dans une direction parallèle à l'arête 30 du bi-prisme de Fresnel (BPF) comprend : Li Une lentille cylindrique convergente (LC).
9. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le système optique (DO) pour harmoniser le faisceau dans une direction 3034577 - 26 - perpendiculaire à l'arête et pour focaliser le faisceau dans une direction parallèle à l'arête du bi-prisme de Fresnel (BPF) comprend : E^ un miroir cylindrique divergent et un miroir sphérique convergent. 5
10. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le détecteur (CAM) comprend au moins : D Une ligne de pixels ; 10 D Un matériau semi-conducteur ayant une gamme à deux photons.
11. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le détecteur est une caméra 15 CCD ou CMOS et que le matériau semi-conducteur est du silicium ou du InGaAs.
12. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce qu'un filtre 20 est associé au détecteur de manière à filtrer les fréquences produisant un effet linéaire sur le détecteur (CAM).
13. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que le 25 calculateur effectue : ci une quantification du photo-courant produit par la détection d'un signal sur chacun des pixels ; LI une transformée de Fourier unidimensionnelle (FFT_1D) d'au moins une ligne d'une image résultante du signal détecté par le 30 détecteur (CAM) ; LI un filtrage (F) dans le domaine fréquentiel de la transformée de Fourier unidimensionnelle (FFT_1D) de manière à identifier des contributions d'au moins une fonction oscillante expérimentale (F1, F2, G2) à différentes fréquences et résultantes de l'effet à 35 deux photons obtenues sur le détecteur (CAM) ; 3034577 - 27 - E] au moins une transformée inverse (FFT-1) d'au moins une fonction oscillante expérimentale (F1, F2, G2) ; D un calcul (FPT) d'au moins une fonction oscillante théorique (f1, f2, g2) à partir d'un modèle théorique (MT) ; 5 - un ajustement (COMP) entre au moins une fonction oscillante expérimentale (F1, F2, G2) calculée par la transformée inverse de Fourier (FFT-1) et au moins une fonction oscillante théorique f2, g2) calculée à partir du modèle théorique (MT) en faisant varier au moins un paramètre caractérisant l'impulsion laser 10 (Pu) Femtoseconde ; E Une déduction de la durée d'impulsion laser (Pu) à partir d'au moins la fonction oscillante théorique (ft f2, g2) déterminée par l'étape d'ajustement (COMP). 15
14. Dispositif pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la composition spectrale de l'impulsion est déterminée à partir de la transformée de Fourier d'au moins une fonction oscillante expérimentale (F2). 20
15. Procédé pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) Femtoseconde, caractérisé en ce qu'il comprend : Li Une acquisition (ACQ) d'une image d'un détecteur (CAM) produite par absorption de deux photons à partir d'interférences de faisceaux émis lors d'une impulsion laser Femtoseconde, lesdits 25 faisceaux étant séparés par un bi-prisme de Fresnel ; ri une transformée de Fourier unidimensionnelle (FFT_1D) de l'image formée ; II un filtrage (F) dans le domaine fréquentiel d'au moins une raie résultante de la transformée de Fourier (FFT_1D) de manière à 30 identifier au moins une contribution d'au moins une fonction oscillante expérimentale (F1, F2, G2) de l'image formée résultante de l'effet à deux photons obtenu sur le détecteur (CAM) ; 111 au moins une transformée inverse (FFT-1) d'au moins une transformée de Fourier filtrée d'au moins une fonction oscillante 3034577 - 28 - filtrée (Ft F2, G2) définissant au moins une fonction expérimentale (FO), F2(T), G2(T)); un calcul (FPT) d'au moins une fonction oscillante théorique (f1, f2, g2) à partir d'un modèle théorique (MT) de l'impulsion laser ; 5 D un ajustement (COMP) entre au moins une fonction expérimentale (Fi(T), F2(T), G2(T)) et au moins une fonction oscillante (ft f2, 92) calculée à partir du modèle théorique (MT) en faisant varier au moins un paramètre caractérisant l'impulsion laser (Pu) Femtoseconde ; 10 Une déduction de la durée d'impulsion laser (APu) à partir d'au moins la fonction oscillante théorique (ft f2, g2) optimum déterminée par l'étape d'ajustement (COMP).
16. Procédé pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) 15 Femtoseconde selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape de filtrage est optimisée à partir de paramètres optiques comprenant au moins l'angle d'Apex (A)du bi-prisme (BPF), la bande de sensibilité du détecteur (CAM), la bande d'absorption à deux photons du détecteur (CAM), la taille des pixels du détecteur (CAM). 20
17. Procédé pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) Femtoseconde selon la revendication 15, caractérisé en ce que le modèle théorique (MT) comprend la définition d'une hypothèse de la forme du profil du champ de l'impulsion laser (Pu). 25
18. Procédé pour la caractérisation d'une impulsion laser (Pu) Femtoseconde selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape d'ajustement comprend une détermination d'un couple de paramètres ({K, ai-}) d'au moins deux fonctions oscillantes théoriques 30 (f1 f2), ledit couple de paramètres ({K, a-r}) déterminant un optimum de vraisemblance entre les fonctions théoriques et les fonctions expérimentales (Fi(T), F2(T)).