Conception et optimisation mécanique du transport laser de puissance du futur instrument HED sur l'installation européenne XFEL
Résumé
During my internship at the European XFEL, I designed the delivery system of optical laser beams will be installed at the HED instrument. It will be located in the experimental room of this future particle accelerator. The goal was to design optical mounts as well as supporting structures : frames, vacuum vessel etc., all elements bearing very high stability. Indeed, the 100 mm diameter laser must go through twenty meters, go down one floor, while having, once focused in the experimental chamber, enough temporal stability so as to secure that the focal point moves from shot to shot only within a circle of repeatability of 2 microns.In order to fulfill all these conditions, I simultaneously carried out the designing of different mechanical assemblies while also producingmodal analysis. With this method, I was able to avoid any coupling between external excitations and optical mounts.
Lors de mon stage au XFEL, j’ai conçu la partie transport d'un faisceau laser de puissance pour l'installation HED. Celle-ci sera située dans la salle d’expérience de ce futur accélérateur à particule. Le but était de concevoir les supports miroirs ainsi que les structures environnantes : bâtis, enceinte à vide etc., le tout avec une très haute stabilité. En effet, le faisceau laser de 100 mm de diamètre doit parcourir une vingtaine de mètres, descendre d’un étage tout en ayant, une fois focalisé dans l'enceinte d'expérience, une stabilité temporelle suffisante pour garantir que le point focal ne se déplace tir à tir qu'au sein d'un cercle de répétabilité de 2 microns. Pour garantir ce cahier des charges, qui sera la clef de la nouvelle installation, j’ai allié à la fois la conception de différents ensembles mécaniques tout en faisant de l'analyse modale pour éviter tout couplage entre des excitations vibratoires extérieures et les supports optiques.