REOSC High Power Laser Optics
REOSC High Power Laser Optics
REOSC High Power Laser Optics
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
0 /<br />
SAGEM – <strong>REOSC</strong><br />
<strong>High</strong> <strong>Power</strong> <strong>Laser</strong> <strong>Optics</strong><br />
Tenue au flux en régime<br />
femtosecond<br />
07 / 12 / 11 - Palaiseau<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
Outline<br />
General SAGEM - <strong>REOSC</strong> Presentation<br />
Virtual tour of facility : Overview of industrial capacities<br />
<strong>High</strong> <strong>Power</strong> <strong>Optics</strong> References and Technology trends<br />
1 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
2 /<br />
/01/<br />
General Sagem <strong>REOSC</strong> presentation<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
SAFRAN - Sagem - <strong>REOSC</strong><br />
SAFRAN<br />
An international high technology group<br />
More than 10 billion euros sales<br />
54.900 employees<br />
Presence in more than 50 countries<br />
Three domains of activity:<br />
3 /<br />
Aeronautics<br />
Defense<br />
Security<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Sagem<br />
Division Optronics & Defense<br />
Optronics systems & Equip t<br />
Air-land battle space digitization<br />
<strong>REOSC</strong> <strong>High</strong> Performance <strong>Optics</strong><br />
Cryptology<br />
Division Avionics<br />
Navigation Systems<br />
Avionics Systems<br />
Guidance & weapon systems<br />
Information & mission planning<br />
Division SAFRAN Electronics<br />
Develop, produce & support electronic<br />
control units and software for SAFRAN
A Prestigious Scientific Foundation<br />
The <strong>REOSC</strong> company has been set up in 1937 by a group of scientists from Paris<br />
Institute of <strong>Optics</strong> including :<br />
4 /<br />
Charles FABRY : the Fabry - Perot interferometer<br />
Henry CHRETIEN : the Ritchey-Chretien Telescope<br />
Henri Chretien<br />
the HYPERGONAR for the CINEMASCOPE<br />
1879 - 1956<br />
Catadiopter, Machine gun collimator, Slit periscope for tanks, …<br />
<strong>REOSC</strong> = Recherche et Etude en Optique et Sciences Connexes<br />
During more than 40 years <strong>REOSC</strong> designs and manufacture instruments for demanding<br />
applications like astronomy, science and defense.<br />
1978 <strong>REOSC</strong> joins SFIM Group<br />
1998 All SFIM joins SAGEM<br />
2005 SAGEM and SNECMA merge and form the SAFRAN Group<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
Our Businesses – Some Key Data Space<br />
Industry<br />
5 /<br />
Energy<br />
- The former <strong>REOSC</strong> company<br />
- New facility set up in 1992<br />
- 200 employees<br />
- 130 Engineers & Technicians<br />
- Prototypes & Small batch production<br />
- <strong>High</strong> Tech <strong>Optics</strong> for International research programs<br />
Our plant 35 km south of Paris<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Astronomy
A Unique Skills Combination for Hi-Tech Applications<br />
6 /<br />
Optical<br />
& Thin Films<br />
Engineering<br />
Proto &<br />
Batch Prod°<br />
Quality & Clean<br />
Environment<br />
Assembly<br />
Integration<br />
& Tests<br />
Mechanical<br />
Engineering<br />
Glass<br />
Machining<br />
From EUV to IR<br />
Aspheric<br />
Lightweight<br />
Large optics<br />
Accurate to nm<br />
Smooth to Å<br />
Robust to space<br />
Thin Film<br />
Deposition<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Lapping &<br />
Polishing<br />
Optical<br />
Testing<br />
Precision<br />
Figuring
Glassy Lightweight Structures and Mirror Substrates<br />
Pioneer in machined glassy structures<br />
Low weight - <strong>High</strong> stiffness - Low quilting<br />
Qualified mounting<br />
Acid etch and chemical milling<br />
7 /<br />
Aggressive design<br />
Sunrise<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
FEA & CAD-CAM Up to 2.7-m : SOFIA<br />
Hybrid & Sol Gel bond<br />
Ultra lightweight<br />
Gemini M2
Large Monolithic Mirrors<br />
Through the years Sagem-<strong>REOSC</strong> contributed with its<br />
technology to the astronomical telescope evolution to<br />
larger and larger collecting aperture<br />
1-m class<br />
Ex : Themis<br />
8 /<br />
2-m class<br />
Ex : NHAO<br />
4-m class<br />
ESO Chili<br />
Handling<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
8-m class<br />
ESO VLT, AURA Gemini<br />
Transportation<br />
Axial Support System
Large Segmented <strong>Optics</strong><br />
The Gran Telescopio Canarias, the world’s most<br />
accurate segmented telescope<br />
36 1.8-m segments<br />
10.5-m total aperture<br />
1 segment / 2 weeks<br />
7 segments on the optical metrology bench<br />
9 /<br />
Reconstructed fringes over<br />
the 10.5-m total aperture<br />
12 nm average figure error<br />
Ultra low edge effect<br />
2X JWST aperture<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
36 segments - 6 types<br />
M2 in Be - 7 nm RMS
Silicon Carbide Precision <strong>Optics</strong><br />
Design<br />
Mounting<br />
SiC type choice<br />
Procuring<br />
CVD cladding<br />
Other claddings<br />
Lapping<br />
Polishing<br />
Cryogenic<br />
Aspherics & TMA<br />
10 /<br />
ROCSAT<br />
Chopping Secondaries<br />
NIRSPEC TMA Telescopes<br />
8’’ & 12’’ scan mirrors<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Corners cubes<br />
GAIA M1 & ACFlat
Precision Lenses<br />
All size<br />
All material<br />
All shape<br />
Down to nm figure<br />
Coating<br />
Mounting<br />
11 /<br />
25 cm<br />
50 cm<br />
80 cm and more<br />
(Phebus laser)<br />
Precision & robust assembly<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Our limit is the<br />
glass material !<br />
Mounting in cell<br />
Centering - Potting - Kinematic mounting<br />
Precision Metrology
Active & Adaptive <strong>Optics</strong><br />
Proto AO for LMJ<br />
Study for ELT Active M2<br />
12 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Active <strong>Optics</strong> for the VLT’s<br />
EUV Active Mirror
Precision coatings<br />
Metal & broadband<br />
AR - Filters - Dichroic<br />
IR - Vis - UV - DUV - EUV<br />
<strong>Laser</strong> - <strong>High</strong> energy - <strong>High</strong> power<br />
Up to 1-m class<br />
Cleaning<br />
(and coating removal)<br />
13 /<br />
IR<br />
EUV ML coating<br />
Metal & broadband<br />
Stripe filters for CCD<br />
Filters up 40cm size<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
1-m class laser coating<br />
<strong>Laser</strong> damage test
14 /<br />
/02/<br />
Sagem <strong>REOSC</strong> virtual tour<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
15 /<br />
Visit of <strong>REOSC</strong> facility<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
35km south of Paris
16 /<br />
/03/<br />
<strong>High</strong> <strong>Power</strong> <strong>Optics</strong> Reference and<br />
Technology trends<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
<strong>Optics</strong> for high power lasers - CEA<br />
Sagem - <strong>REOSC</strong> has been involved in high power laser optics for more than 30<br />
years through cooperation with the Centre d’Etude Atomique ( CEA )<br />
Many components were polished and coated for OCTAL & PHEBUS lasers<br />
<strong>Laser</strong> rods and slabs<br />
Large mirrors, polarizers<br />
Focusing lenses …<br />
17 /<br />
PHEBUS focusing lens PHEBUS 1m turn mirror <strong>Laser</strong> slabs<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
<strong>Optics</strong> for Isotope Separation (SILVA)<br />
Sagem - <strong>REOSC</strong> was key supplyer for the MENPHIS demonstration beamline<br />
for laser assisted isotopic separation ( French SILVA program )<br />
18 /<br />
Large cylinder mirrors<br />
Edge to edge component concatenation<br />
Low slope error for long uniform beam travel<br />
Continuous high power flux (> 30 kW / cm²)<br />
Broadband low-loss durable coating<br />
Δλ = 550 – 640 nm<br />
Total loss < 0.3%<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
½ size proto pieces
<strong>Optics</strong> for the French Megajoule<br />
Sagem - <strong>REOSC</strong> is key supplier to the CEA for more than 400 large<br />
(40x40 cm beam section) optical components for the Megajoule laser.<br />
<strong>Laser</strong> amplifier slabs<br />
Transport mirrors with their mounting in cell<br />
Polarizers, Grating substrates & other 1w-3w full size flat optics<br />
Spatial Filtering lenses<br />
Some KDP crystals<br />
Plus<br />
Optic for pilot beam<br />
Petawatt <strong>Laser</strong> optics<br />
19 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
<strong>Optics</strong> for ILE Osaka FIREX<br />
Sagem-<strong>REOSC</strong> supplied several key<br />
components to ILE Osaka – FIREX.<br />
Front polarizers<br />
Rear polarizers<br />
1m² large off axis parabola<br />
20 /<br />
1-m² Off Axis parabola installed in chamber Rear lozenge polarizer array<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Front polarizer arrays<br />
Pictures by courtesy of Prof. Jitsuno – ILE Osaka
<strong>Optics</strong> for ORION (AWE) and VULCAN (RAL)<br />
More than 12 Large Plano Mirrors + refurbishment<br />
Diam 940 mm<br />
Thickness >100 mm<br />
WFE / Slope 57 nm RMS - 1.5 µrad<br />
HR coating 10 J /cm² - 1 ns - various i<br />
(best results >45J/cm² - 3ns @ 1053nm)<br />
Improvement of mounts supplied by another vendor<br />
Off axis Parabola<br />
Diam 720 mm<br />
Efl 1800 mm<br />
WFE / Slope 12 nm RMS - 1.7 µrad<br />
21 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
Differences between ns and fs components<br />
Mirror size<br />
Plano mirror : Φ < 1m Ok for polishing & coating<br />
Parabolas : Φ < 1m Ok for polishing & coating<br />
Polishing quality<br />
Plano mirrors : WFE < λ/5 PtV Ok, performances already demonstrated<br />
Parabolas : WFE < λ/5 PtV Ok, performances already demonstrated<br />
Coating<br />
Class X00 fs 4 J/cm² Status ?<br />
Class X0 fs 3J/cm² Status ?<br />
22 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
Evolution de la TFL en fonction de la durée de l’impulsion<br />
23 /<br />
Tenue au flux (J/cm²)<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
1,E+01<br />
Evolution de la TFL en fonction de la durée de<br />
l'impulsion<br />
3ns<br />
1ns<br />
1,E+00<br />
150ps<br />
1,E-01<br />
1,E-02<br />
1,E-03<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
?<br />
Durée d'impulsion (ns)<br />
1,E-04<br />
1,E-05<br />
1,E-06
CEA campaign results on X00 fs coatings<br />
Transmission (%), i = 45° polarisation P<br />
Sample<br />
HfO 2/Si0 2<br />
IAD<br />
∆air-vacuum=30nm<br />
5<br />
4,5<br />
4<br />
3,5<br />
3<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
24 /<br />
PETAL - Miroir Femtoseconde<br />
1057nm / 45° / Air<br />
0<br />
900 920 940 960 980 1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140<br />
Longueur d'onde (nm)<br />
LDT Parameters<br />
480fs<br />
1057nm<br />
45°<br />
Polarization P<br />
S-on-1<br />
Damage Threshold<br />
2.03 – 2.14 J/cm²<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
air<br />
vide<br />
Last campaign:<br />
LDT=1,8 – 2.2 J/cm²
LOA campaign results on X0 fs coatings<br />
Damage Threshold :<br />
10,9 J/cm² with 150ps pulse<br />
0,5 J/cm² with 40fs pulse<br />
25 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
Phase (rad)<br />
GVD :
Evolution de la TFL en fonction de la durée de l’impulsion<br />
26 /<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
1,E+01<br />
Evolution de la TFL en fonction de la durée de<br />
l'impulsion<br />
3ns<br />
1ns<br />
1,E+00<br />
150ps<br />
1,E-01<br />
1,E-02<br />
Durée d'impulsion (ns)<br />
1,E-03<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.<br />
500fs<br />
1,E-04<br />
40fs<br />
1,E-05<br />
Tenue au flux (J/cm²)
Status of fs performances to achieve for optical components ?<br />
Mirror size<br />
Plano mirror : Φ < 1m Ok for polishing & coating<br />
Parabolas : Φ < 1m Ok for polishing & coating<br />
Polishing quality<br />
Plano mirrors : WFE < λ/5 PtV Ok, performances already demonstrated<br />
Parabolas : WFE < λ/5 PtV Ok, performances already demonstrated<br />
Coating<br />
Class X00 fs 4 J/cm² POk – Development still needed (2J/cm² demonstrated)<br />
Class X0 fs 3J/cm² POk – Development still needed (0.5J/cm² demonstrated)<br />
27 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
CIFRE PhD<br />
Cooperation<br />
Goal<br />
R Max without phase dispersion<br />
Diameter 400mm<br />
15fs – 700-950nm – 10Hz<br />
LDT >3J/cm² (under vacuum)<br />
Tasks<br />
Materials determination<br />
Substrate: nature and surface state specifications<br />
Coating : nature, design(1 st & last layers, thicknesses, stress, transitions,…)<br />
Deposition optimization<br />
IAD parameters<br />
Evaporation parameters<br />
LDT Measurements<br />
28 /<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
29 /<br />
Merci de votre attention !<br />
Ce document et les informations qu’il contient sont la propriété de Sagem. Ils ne doivent pas être copiés ni communiqués à un tiers sans l’autorisation préalable et écrite de Sagem.
Change language