Couches Minces pour l'Optique X

Missions scientifiques

Mettre à la disposition de la communauté scientifique et industrielle les moyens nécessaires pour réaliser et caractériser des optiques revêtues de traitements multicouches adaptés au domaine X et EUV avec des performances au meilleur niveau mondial. Composée d’équipements de dépôts et de caractérisation de revêtements interférentiels installés dans la salle blanche du Laboratoire Charles Fabry (Université Paris-Saclay, CNRS, IOGS), la plateforme CeMOX est un équipement unique en France et fait partie des 5 équipements les plus avancés au niveau mondial pour la réalisation et la caractérisation d’optiques X et EUV multicouches. Cette plateforme expérimentale et le savoir-faire du groupe Optique XUV du LCF sont mis à profit de diverses applications : transport et/ou mise en forme spatio-temporelle d’impulsions EUV ultra-brèves (ATTOLAB, OPT2X), imagerie EUV pour le spatial (mission ESA Solar Orbiter), diagnostics plasma (Laser MégaJoule, NIF), microscopie X (Morphoscope), instrumentation pour le rayonnement synchrotron (SOLEIL).

Objectifs scientifiques

En plus du renforcement des liens avec l'industrie, plusieurs projets de recherches ambitieux sont actuellement développés au sein de la plateforme : 
1- Le développement d’optiques multicouches innovantes pour le synchrotron (col. SOLEIL), l’upgrade du synchrotron SOLEIL va nécessiter le développement d’une nouvelle génération d’optiques multicouches pour répondre aux nouvelles caractéristiques du faisceau X produit et au besoin des utilisateurs. Des études sont en cours notamment via le développement de revêtements apériodiques afin d’étendre les gammes des rayonnement accessibles aux utilisateurs,
2 - Le développement de réseaux multicouches EUV pour la mission spatiale Solar C (col. IAS, CNES). Le LCF et l’IAS ont été sélectionné par l’agence spatiale japonaise (JAXA) pour la mission spatiale Solar C qui vient d'entrer en phase B  (lancement prévu en 2027) pour le développement d’un composant essentiel du spectromètre imageur : le réseau multicouche EUV,
3 - Le développement de nouveaux revêtements interférentiels multicouches pour la région spectrale 35 - 90 nm (col. LLNL et LBNL). Le LCF a récemment montré des efficacités records dans cette gamme spectrale. Cette région à la frontière entre l’EUV et l’UV est restée peu explorée jusqu’à présent du fait de la difficulté d’y mesurer les propriétés optiques de matériaux. Le LCF a monté depuis 6 ans une collaboration avec 2 laboratoires de grande renommée internationale sur cette thématique, le LLNL (Livermore Lab) et le LBNL (Berkeley Lab) et un projet IRP (International Research Project) du CNRS a démarré cette année,
4 - Le développement de diagnostics X à haute énergie pour les plasmas chauds (col. CEA DAM). Au cours des 10 dernières années, plusieurs diagnostics X à base de revêtements interférentiels multicouches ont été développé et fabriqué dans la plateforme CeMOX. En particulier, le diagnostic imageur X (4-10 keV) qui a servi lors du premier tir du LMJ, ainsi qu’un spectromètre X large bande (2-4 keV) qui a permis d’améliorer la précision de mesure de la température électronique du plasma et qui a été utilisé sur LMJ, NIF et OMEGA. LE CEA souhaite poursuivre la collaboration avec le LCF au sein de la plateforme CeMOX pour développer des diagnostics à plus haute énergie (jusqu’à 60keV). Cela nécessite des études expérimentales au niveau des empilements multicouches afin de réduire au maximum l’épaisseur des couches.