14 Décembre – Soutenance de thèse - Nicolas Valero

14 h30 Amphi A - bâtiment A29

Développement d’une source laser picoseconde versatile pour la dermatologie esthétique.

Les travaux présentés dans ce manuscrit de thèse s’inscrivent dans le cadre d’un développement de source laser picoseconde versatile pour le domaine de la dermatologie esthétique, et plus particulièrement, pour une application de plus en plus fréquente en France et dans le monde, à savoir, le détatouage. Dans ce cadre, le travail pluridisciplinaire présenté dans ce manuscrit se décline en plusieurs parties.
Une première partie est consacrée à l’étude des effets physiques mis en jeu lors de l’interaction du laser avec l’encre contenue dans les tissus biologiques ; et par suite, à l’origine du détatouage. Dans ce sens, nous apporterons des réponses sur les mécanismes physiques pouvant intervenir, notamment par rapport à la taille des particules d'encre, à la longueur d'onde d'interaction, ainsi qu'à l'irradiance des lasers les plus efficaces dans ce domaine.
La deuxième partie de ce manuscrit est un travail important de développement laser qui doit mener à la réalisation d’une source laser impulsionnelle adaptée à la dermato-esthétique. Ainsi, on s’intéresse tout d’abord au développement d’oscillateurs lasers mW émettant en régime continu. Ceux-ci sont accordables en longueur d’onde autour du domaine d’émission de l’Ytterbium (typiquement [1020 – 1060] nm), et ont des propriétés de cohérence temporelle du champ électrique différentes. Cette propriété est différente pour les quatre sources réalisées, à savoir, de la source spectrale la plus pure (monochromatique) à celle la plus chaotique (source ASE : Amplified Spontaneous Emission). Dans le sens de ces développements, on étudiera également la capacité de l’ytterbium à émettre autour de 976 nm. A partir des oscillateurs lasers développés, on cherche ensuite à générer un train d’onde impulsionnel de forte puissance moyenne, supérieur à 10 W. Dans ce but, nous avons acquis un prototype novateur d’amplificateur impulsionnel (MOPA : Master Oscillator Fiber Amplifier) basé sur la génération d’impulsions picosecondes via l’utilisation d’une méthode de découpe d’impulsion dans un train d’onde continu (méthode de « pulse-gating »). Cette technologie permet notamment d’obtenir une accordabilité en durée [45 ps - à quelques ns], en taux de répétition [5 MHz - 1 GHz], et permet d’émettre de l’énergie dans un mode cumulatif. Là encore, nous étudierons avec attention les propriétés de cohérence du champ électrique des impulsions. On démontrera notamment l’utilisation d’une méthode, basée sur l’optique non-linéaire, qui permet d’évaluer la cohérence temporelle des impulsions obtenues à partir de la découpe d’une source de lumière chaotique.
La dernière partie de ces travaux de thèse consiste en la génération de longueurs d’onde visibles via la génération d’un effet non-linéaire de mélange à quatre ondes (FWM : Four Wave Mixing) au sein de fibres optiques micro-structurées hautement non-linéaires. Les longueurs d’onde visées dans le cadre de la photo-thermolyse sélective des encres de tatouage polychromatiques, sont typiquement comprises entre 500 et 800 nm. On étudiera également l’impact des propriétés de cohérences des champs lumineux générés sur l’efficacité des effets non-linéaires. Dans ce sens, nous avons notamment développé un système ASE impulsionnel de cohérence temporelle variable pour la génération de processus non-linéaires efficaces. L’efficacité de ce dispositif sera démontrée pour un effet non-linéaire de génération d’harmonique d’ordre deux (SHG : Second Harmonic Generation).

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