Etude de l'influence du lissage opique sur l'échange d'énergie par croisement de faisceaux / In[...]

TN France; Bruyères-le-Châtel; Sur place; EUR 40 000 - 80 000; Plein temps

Résumé du poste

Une opportunité passionnante se présente pour un candidat motivé dans le domaine de la physique des plasmas. Ce projet de thèse se concentre sur l'influence du lissage optique sur le transfert d'énergie entre faisceaux laser, une recherche essentielle pour les avancées en fusion par confinement inertiel. Le candidat idéal possédera une solide formation en physique et en programmation, et sera impliqué dans des simulations numériques pour explorer des phénomènes complexes. Cette recherche est menée en collaboration avec des laboratoires de premier plan, offrant une chance unique de contribuer à des projets de pointe dans le domaine de la fusion laser.

Qualifications

• Bonne connaissance de la physique des ondes plasma non-linéaires.
• Maîtrise des méthodes pour résoudre des équations différentielles partielles.

Responsabilités

• Étudier l'influence du lissage optique sur le CBET.
• Effectuer des simulations numériques pour comprendre la dynamique des phénomènes.

Connaissances

Physique des ondes plasma non-linéaires

Propagation laser

Méthodes numériques

Langages de programmation Fortran

Langages de programmation C++

Formation

Doctorat en physique

Master en optique

Description du poste

Etude de l'influence du lissage optique sur l'échange d'énergie par croisement de faisceaux // Influence of optical smoothing on cross beam energy transfer, Bruyères-le-Châtel

Bruyères-le-Châtel, France

Topic description

Les grandes installations laser visant à réaliser la fusion par confinement inertiel (FCI) utilisent des configurations avec des groupes de quatre faisceaux laser (quadruplets) pour illuminer les cibles. Ces quadruplets sont ensuite regroupés par cônes. Le Laser Mégajoule (LMJ) comprend deux cônes. Pour les expériences-phares de FCI, les quadruplets se croisent tous au niveau du « trou d’entrée laser » d’une cavité, puis certains continuent à se recouvrir lors de la propagation avant de se séparer. La zone de recouvrement la plus longue est constituée d’un plasma d’hélium et concerne trois quadruplets. Deux des quadruplets appartiennent à un cône et le troisième à l’autre cône. Dans cette zone ont lieu des transferts d’énergie entre les quadruplets et donc entre les cônes par un phénomène appelé CBET pour Cross Beam Energy Transfer.

À cause de la complexité de l’interaction des faisceaux laser avec le plasma, de nombreux processus non linéaires, dont le CBET, peuvent dégrader l’efficacité d’absorption du flux laser par le plasma. Pour contrôler ces processus, on utilise généralement des méthodes dites de « lissage optique » qui consistent à briser à la fois les cohérences spatiale et temporelle de l'imposition laser. L’objectif des études envisagées lors de cette thèse est d’étudier l’influence du lissage optique sur le CBET en l'étendant à l'ensemble des configurations susceptibles d'être implémentées sur le LMJ.

Pour réaliser ce travail, le/la candidat(e) doit avoir une bonne connaissance de la physique des ondes plasma non-linéaires et de la propagation laser. Des connaissances en optique statistique sont souhaitées. Il/elle doit maîtriser des méthodes pour résoudre des équations différentielles partielles couplées, y compris des méthodes numériques adaptées, ainsi que la connaissance des langages de programmation Fortran et/ou C++.

Ce sujet de thèse est d’une grande actualité. Plusieurs groupes dans les laboratoires impliqués dans la recherche sur la fusion laser (LLNL, LLE Rochester, NRL, etc.) travaillent sur ce sujet. Avec les outils et méthodes développés ces dernières années, le groupe au CPHT est en bonne position pour aborder cette recherche de pointe. La thèse se déroulera en collaboration avec ce laboratoire, en partie au CEA DIF et en partie à l’École Polytechnique. Le/la candidat(e) devra identifier les mécanismes physiques en jeu et leurs paramètres principaux (durée et longueur d’interaction), afin d’optimiser les paramètres de lissage. Après cette étude théorique, des simulations numériques, utilisant des codes existants ou développés dans les deux laboratoires, seront effectuées pour comprendre la dynamique des phénomènes sur plusieurs centaines de picosecondes.