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One limitation of the operation of large power lasers chains such as Laser MegaJoule, is the issue of laser damage of optical components. Different physical phenomena which depend on both the properties of materials, their conditions of manufacture / preparation and laser irradiation parameters can lead to damage initiation on the surface or in the volume, which will grow under successive irradiation. This effect limits the output power, affects the lifetime of the optical components and the maintenance cost of the laser. It can also cause serious safety problems. To address this issue and increase the lifetime of fused silica components, a laser process called "stabilization" is studied in this thesis, the aim being to treat the damage sites to stop their growth under repeated pulses for recycling damaged optics. This process consists of melting, followed by local evaporation by localized energy deposition by a CO2 laser beam of the damage site. We focused particularly on the stabilization of silica components by a micromachining process using a CO2 laser in order to treat millimeter size damages. This technique is based on fast micro-ablation of the silica during which the laser beam is scanned on the component surface to form an adjustable form of crater (typically conical) including the damaged site. A bench of experiments has been set up at the Fresnel Institute to develop and study this process. Various numerical and experimental works were also conducted to validate and optimize the technique. Our work has shown the efficiency of this micro-machining process by CO2 laser to stop the growth of damage to several hundred microns wide and deep. To achieve this goal we relied on modeling of physical phenomena involved in stabilization experiments using the COMSOL Multiphysics simulation software. First, the thermal model developed in this thesis is used to calculate the temperature distribution in the material during laser irradiation with or without movement of the beam. Combined with a thermodynamic approach, these thermal simulations can describe the transformation of silica during irradiation and predict the morphology of craters formed in the glass. Secondly, the mechanical part of the model can simulate the position and value of residual stress generated in the material around the crater after the temperature rise followed by rapid cooling. Other experiments on the treatment of fractures related to polishing on silica surfaces, or manufacturing defects on silica gratings are covered in this manuscript., Une des limitations du fonctionnement des grandes chaines lasers de puissance telle que le Laser MegaJoule, est la problématique de l’endommagement laser des composants optiques. Différents phénomènes physiques qui dépendent à la fois des propriétés des matériaux, de leurs conditions de fabrication/ préparation et des paramètres d’irradiation laser peuvent conduire à un amorçage de dommages sur la surface ou dans le volume, qui vont croître lors d’irradiations successives. Ce phénomène limite la montée en puissance, affecte la durée de vie des composants optiques et le coût de maintenance des chaînes laser. Il peut également être à l’origine de graves problèmes de sécurité. Pour remédier à cette croissance des dommages et augmenter la durée de vie des composants en silice, un procédé laser dit de «stabilisation » est étudié dans le cadre de cette thèse, l’objectif étant de traiter les dommages pour arrêter leur croissance sous tirs répétés afin de recycler les optiques endommagées. Ce processus consiste en une fusion, suivie d’une évaporation locale, par dépôt d’énergie localisé par un faisceau laser CO2, de la zone fracturée de silice. Nous nous sommes intéressés particulièrement à la stabilisation de dommages laser sur silice par un procédé de micro-usinage par laser CO2 dans le but de traiter des dommages de dimensions millimétriques. Cette technique est basée sur une micro-ablation rapide de la silice durant laquelle le faisceau laser est balayé à la surface du composant afin de former un cratère de forme ajustable (typiquement conique) englobant le site endommagé. Un banc d’expérimentations a ainsi été mis en place à l’Institut Fresnel pour développer et étudier ce procédé. Différents travaux numériques et expérimentaux ont également été menés pour valider et optimiser la technique. Nos travaux ont montré l’efficacité de ce procédé de micro-usinage par laser CO2 pour arrêter la croissance de dommages de plusieurs centaines de microns de largeur et de profondeur. Pour parvenir à cet objectif nous nous sommes appuyés sur la modélisation des phénomènes physiques mis en jeu lors des expériences de stabilisation en utilisant le logiciel de simulation multi-physique COMSOL. D’une part, le modèle thermique, développé au cours de cette thèse, permet de calculer la distribution de température dans le matériau pendant le tir laser avec ou sans mouvement du faisceau. Combinées à une approche thermodynamique, ces simulations thermiques permettent de décrire les transformations de la silice lors de l’irradiation afin de prédire la morphologie des cratères formés dans le verre. D’autre part, la partie mécanique du modèle permet de simuler la position et la valeur des contraintes résiduelles, générées dans le matériau autour du cratère CO2, lors de l’élévation de température suivie du refroidissement rapide. D’autres expériences concernant le traitement de fractures liées au polissage, ou des défauts de fabrication de réseaux de silice sont également traités dans ce manuscrit.

Leucoplakia is a tobacco-induced or idiopathic white lesion that can potentially degenerate into a cancer. Screening and prompt treatment of such lesions could prevent their malignant transformation. The CO2 laser is one of the techniques actually used to treat leucoplakia. Our study aimed at evaluating the efficacy of the CO2 laser in leucoplakia eradication. A systematic review of the literature has been done and the results of clinical studies realized over the last fifteen years have been analyzed. The rate of recurrence, that of malignant transformation and that of healing have been compared among the different studies. Our results have not enabled us to conclude whether CO2 laser is an effective treatment for leucoplakia since its role against malignant transformation of such lesions has not been shown. Randomized controlled studies are therefore necessary., Une leucoplasie est une kératose d'origine idiopathique ou tabagique, pouvant potentiellement dégénérer en un cancer. Le dépistage et le traitement précoce pourrait prévenir empêcher sa transformation maligne. L'une des thérapeutiques actuelles est l’ablation de la lésion par le laser CO2. Afin d'évaluer l'efficacité du laser CO2 dans l'éradication de la leucoplasie, nous avons réalisé une revue systématique de la littérature. Les données des études cliniques des quinze dernières années ont été analysé. Nous avons comparé les taux de récidive, de transformation maligne et de guérison entre les différentes études. Nos seuls résultats n'ont pas permis de conclure que le laser CO2 empêche la transformation maligne des lésions. Des études randomisées et contrôlées sont donc nécessaires.

Background and Objective: To evaluate the results of endoscopic laser medial arytenoidectomy (ELMA) for bilateral vocal fold paralysis. Study Design/Material and Methods: A prospective study was designed. 20 patients with bilateral vocal fold paralysis were included in this study. Five patients had a tracheotomy and all the other 15 patients had dyspnea on mild exertion. Acoustic and aerodynamic measurements, spirometric parameters and voice evaluation, were performed one week before surgery and 3 months after. Results: 18 bilateral ELMA were performed, and 2 unilateral. All patients improved subjectively in daily physical activities. The 5 patients with tracheotomy were decanulated post-operatively. No aspiration occurred after surgery. Jitter and Shimmer were altered (p=0.0078), whereas the voice quality subjective evaluations and spirometric objective evaluations did not show significant modifications after surgery. Conclusions: CO2 Endoscopic laser medial arytenoidectomy is a safe and efficient procedure, allowing subjective improvement of quality of life in patients with bilateral vocal fold paralysis, without degradation of voice quality.

Cette présentation a deux buts : i/ présenter les différents moyens d'évaluation de la fonction vocale après traitement chirurgical des cancers de la corde vocale, ii/ comparer les résultats obtenus après chirurgie partielle laryngée par voix externe et par chirurgie minimale invasive par voie endoscopique au Laser CO2. Les différents moyens d'évaluation de la voix après traitement chirurgical d'un cancer de la corde vocale sont : i/ une évaluation perceptive par des échelles, la plus connue est le GRBAS, ii/ une auto-évaluation par le patient par l'échelle Voice Handicap Index, iii/ une analyse acoustique, iv/ une analyse aérodynamique, v/ une analyse par enregistrement vidéo avec stroboscopie. De nombreux exemples acoustiques et des vidéos avec stroboscopie seront présentés et analysés dans des cas cliniques interactifs. L'intérêt de ces évaluations est double : Informer le patient d'une chronologie de récupération et situer la récupération vocale du patient et guider la rééducation pour améliorer les résultats.

Objectifs Evaluer l'évolution de la qualité vocale et de la qualité de vie chez les patients traités par cordectomie de type I au laser CO2 par voie endoscopique. Matériel et méthodes Il s'agit d'une étude prospective longitudinale concernant 7 patients masculins (âge moyen 61.5 ans [49-83 ans]) atteints d'une lésion leucoplasique glottique traités en première intention par cordectomie de type I, par voie endoscopique au laser CO2. Les patients étaient enregistrés en préopératoire et en post opératoire à 1, 3, 6 et 12 mois. Les paramètres acoustiques (F0, Jitter, Shimmer, noise to harmonic ratio NHR) ont été mesurés avec le MDVP de Kay Elemetrics. L'évaluation est complétée par la mesure des paramètres temporels (TMP et débit phonatoire) et des paramètres d'évaluation perceptive sur l'échelle de qualité vocale (GRBAS). La qualité de vie est appréciée sur une échelle d'autoévaluation (VHI). Résultats Les paramètres acoustiques sont aggravés en postopératoire : F0 : 172/158 (NS : p=0.6) ; Jitter : 2.4/3 (NS : p=0.5) ; Shimmer :6.9/8.7 (NS : p=0.4) ; NHR : 0.16/0.26 (NS : p=0.07) . Les évaluations temporelles sont stables : TMP :10/9 (NS : p=0.3) ; débit phonatoire : 131/136 (NS : p=0.4). Par contre les évaluations perceptives s'améliorent sur 12 mois (G : 2.3/1.1(p

Aspects of two-photon Ramsey fringes in SF6 at 30 THz obtained with a 1m separation between the two absorption zones are presented. The experiment is referenced to a primary standard, the Hydrogen maser / Cs fountain located at BNM-SYRTE, via a femtosecond laser frequency comb generator. This results in a stability below 1 Hz for 1000 s of averaging, and absolute frequency measurements to ±2 Hz which corresponds to 6´10-14 in relative frequency. Resolution of the hyperfine structure now approaches 10 Hz, while the fringe period of 200 Hz provides a frequency discriminator 100 times narrower than any other currently in use in the spectral region.

Not available, La fabrication directe de moules en matériaux réfractaires est une opération difficile, délicate et couteuse. C’est pourquoi nous avons cherché à développer un procédé de fabrication assistée par ordinateur (FAO) d'objets en trois dimensions. Ce procédé de prototypage rapide comprend deux étapes: la première est la fabrication de l'objet en agglomérant couche par couche une pâte céramique avec un laser CO2; la deuxième consiste en un frittage à température élevée afin de compléter cette opération et d'améliorer les propriétés mécaniques. Nous avons étudié des matériaux adaptés à ce procédé. La pâte céramique retenue se compose d'une poudre d'alumine et d'un liant qui est du silicate de sodium aqueux. Le mécanisme de la solidification de cette pâte pendant le balayage par le faisceau laser et celui du frittage ont été étudiés. La pièce finale est un composé d'alumine et de néphéline. Nous avons également étudié la résistance mécanique et la rugosité de surface des objets obtenus. Ceci permet d'optimiser les paramètres du procédé à savoir la puissance du faisceau laser, la vitesse de balayage, l'épaisseur d'une couche et l'intervalle entre deux passages du faisceau. Il n'y a cependant pas de corrélation simple entre les propriétés mécaniques et les paramètres du procédé. La résistance à la flexion des objets est supérieure à 10 MPa et cette valeur est comparable à celle des autres procédés de prototypage rapide des céramiques

Not available, La fabrication directe de moules en matériaux réfractaires est une opération difficile, délicate et couteuse. C’est pourquoi nous avons cherché à développer un procédé de fabrication assistée par ordinateur (FAO) d'objets en trois dimensions. Ce procédé de prototypage rapide comprend deux étapes: la première est la fabrication de l'objet en agglomérant couche par couche une pâte céramique avec un laser CO2; la deuxième consiste en un frittage à température élevée afin de compléter cette opération et d'améliorer les propriétés mécaniques. Nous avons étudié des matériaux adaptés à ce procédé. La pâte céramique retenue se compose d'une poudre d'alumine et d'un liant qui est du silicate de sodium aqueux. Le mécanisme de la solidification de cette pâte pendant le balayage par le faisceau laser et celui du frittage ont été étudiés. La pièce finale est un composé d'alumine et de néphéline. Nous avons également étudié la résistance mécanique et la rugosité de surface des objets obtenus. Ceci permet d'optimiser les paramètres du procédé à savoir la puissance du faisceau laser, la vitesse de balayage, l'épaisseur d'une couche et l'intervalle entre deux passages du faisceau. Il n'y a cependant pas de corrélation simple entre les propriétés mécaniques et les paramètres du procédé. La résistance à la flexion des objets est supérieure à 10 MPa et cette valeur est comparable à celle des autres procédés de prototypage rapide des céramiques