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Les faisceaux laser impulsionnels sont caractérisés par deux paramètres fondamentaux : leur énergie et la durée de leurs impulsions. Du fait du seuil d’endommagement des instruments optiques, les installations laser effectuent un compromis entre ces deux paramètres, ce qui permet de différencier deux grandes familles de faisceaux laser :
La taille de la tache focale (illustration ci-contre) sur laquelle la totalité de l’énergie contenue dans une impulsion est focalisée permet de définir l’intensité laser disponible sur cible :
I{\rm [W.cm}^{-2}]=\frac{E{\rm [J]}}{\tau{\rm [s]} S{\rm [cm}^2]}
La physique nucléaire liée aux lasers de haute et très haute intensité dépend de la valeur de l’intensité disponible :
La figure ci-contre montre un exemple de profil temporel d’une impulsion laser ultra-brève, normalisée à une intensité maximale égale à 1. Une rampe en intensité précède l’arrivée de l’impulsion principale : c’est l’amplification de l’émission spontanée (ASE). En supposant que l’intensité maximale atteint 1018 W.cm-2, le rapport entre ce maximum et le maximum de la rampe étant de 10-4, on constate dans cet exemple qu’une intensité de 1014 W.cm-2 atteint la cible avant l’impulsion principale. Cette intensité est suffisante pour ioniser la surface de la cible, et provoque son expansion. Un milieu sous-dense constitué d’un mélange d’électrons et d’ions est ainsi formé à la surface de la cible, et c’est avec ce préplasma que l’impulsion principale interagit effectivement.