Le Laboratoire des Matériaux Avancés (L.M.A.) est depuis le 1er Janvier 2019 une Plateforme Nationale de Recherche de l’Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I). C’est également une Unité d’Appui à la Recherche (UAR CNRS n°2034).
Il fait partie de l’IN2P3-CNRS (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules). Il est spécialisé dans l’étude, la réalisation (nombreux bâtis de dépôts sous vide) et la caractérisation (moyens optiques et mécaniques) de couches minces réalisées par différents procédés sous vide (CVD, PVD). Ces dépôts sont utilisés pour des applications optiques (miroirs faibles pertes pour gyrolaser ou interféromètres, antireflets, dichroïques …) et mécaniques (tenue à la pluvio-érosion, à la corrosion marine).
Le laboratoire est en particulier impliqué dans le programme Franco-Italien de détection des ondes gravitationelles VIRGO, TGIR du CNRS (miroirs VIRGO réalisés par le LMA) et le programme américain Advanced LIGO. A ce propos, le LMA a réalisé les 20 grands miroirs des interféromètres américains (Input Mirror et End Mirrors de 340 mm de diamètre et 200 mm d’épaisseur).
Les huit miroirs nécessaires aux deux interféromètres Advanced LIGO ont été réalisés avec succès et ont été installés en 2014 aux Etats Unis.

Miroir ITM traité au LMA suspendu dans l’interféromètre Advanced LIGO (crédit : Advanced LIGO)

De plus, pour le projet Advanced Virgo, le LMA a eu la charge du sous-système « MIROIRS » et du sous-système « OSD » (Optical Simulation and Design). La nouvelle génération de miroirs a été réalisée au LMA. Tous les grands miroirs ont été suspendus avec succès et installé dans les tours à Cascina (photo ci-dessous)

Séparatrice d’Advanced Virgo suspendue dans sa tour dans l’interféromètre (crédit : M. Perciballi – couleur rouge = film protecteur du coating)

Enfin, pour le détecteur d’ondes gravitationnelles japonais KAGRA, le LMA a réalisé différentes grandes optiques et en particulier les grands miroirs en Saphir des cavités laser (photo ci-dessous).

Miroir ETM Kagra (crédit : LMA) Le LMA est aussi impliqué dans le projet européen ET (Einstein Telescope) .

Dans un souci de diversification, le LMA s’est impliqué dans plusieurs projets de réalisations de grandes optiques dichroïques pour des instruments installés auprès des grands télescopes terrestres: 4MOST (VLT – ESO), ESPRESSO (ESO), PFS (télescope Subaru). Le LMA a également réalisé les deux cavites Fabry-Pérot (les plus grandes du monde) de l’instrument VTF du télescope solaire DKIST.

Dichroïque 4MOST (crédit : LMA)
Le LMA est membre du consortium du projet MICADO et MORFEO, les 2 instruments de première lumière du futur très grand télescope ELT de l’ESO. Nous sommes impliqués pour la réalisation d’une optique dichroïque en CaF2 de 30 cm de diamètre et d’une en silice de 90 cm de diamètre.

Le LMA possède en outre une forte activité de valorisation (réalisation de composants optiques, prestations de métrologie) pour des industriels ou des laboratoires de Recherche.

PERMANENTS:

NON-PERMANENTS:

- DOCTORANTS / DOCTORAL STUDENTS:

- CHERCHEURS NON-PERMANENTS / NON-PERMANENT RESEARCHERS:

NADJI Séverin

Organigramme du LMA

Bâtis de dépôts

Bâti de pulvérisation par faisceaux d’ions installé en salle blanche ISO3 (dimension 2,4*2,4*2,2 m) – (c) Cyril Fresillon Photothèque CNRS

Bâti de pulvérisation par faisceaux d’ions SPECTOR (VEECO) installé en salle blanche ISO3 (dimension diamètre 1.1 m, hauteur 0.9 m) – (c)Photo_IN2P3_Patrick_Dumas_Fev2019

Bâti de pulvérisation par faisceau d’ions installé en salle blanche ISO3 (dimension 0,6*0,6*0,8 m)

Bâti d’évaporation assistée par faisceau d’ion (IAD) (VPTECH Citation 54″) installé en salle blanche ISO5 – (c) Cyril Fresillon Photothèque CNRS

Caractérisations Optiques et Mécaniques

Bancs d’absorption PDS (Photothermal Deflection System) à 1064 nm, 1,5µm – Cartographie possible jusqu’à 300 mm de diamètre – Mesure en surface et en volume

Diffusomètre CASI (ScatterWorks, ex TMA) à 633 nm, 1064 nm – Possibilité de cartographies de diamètre 40 cm, échantillon jusqu’à 60 kg

Interféromètre ZYGO VERIFIRE utilisant la technique de wavelength shifting couplé à un expanseur de faisceau de 18 pouces (1064 nm), diamètre pupille 450 mm, Mesure de planéité inférieure à 0.5 nm RMS

Interféromètre Phase Shift modèle MINIFIZ (1064 nm), référence diamètre 150 mm

Banc OBSERVE (ESA) pour mesurer la wavefront error de miroirs tous les nm de 510 à 950 nm, à incidence variable et polarisation variable – Banc développé par la société IMAGINE OPTIC, financé par l’ESA, et installé au LMA dans la salle blanche ISO3 (banc développé pour mesurer la Dichroïque du satellite EUCLID)

Spectrophotomètre UV-Visible-Proche IR Lambda 1050 PERKIN-ELMER (3200-200 nm), dispose de trois détecteurs, accessoire URA (mesure absolue de la réflectivité) disponible

Spectrophotomètre UV-Visible-Proche IR CARY 7000 Universal Measurement Spectrophotometer (UMS) AGILENT (3300-175 nm),

Microscope optique Leica DM6/M, capable de mesurer des défauts jusqu’à une taille de 5 µm, scan automatique des surfaces.

Profilomètre optique EOTECH, mesure de microrugosité, de cartographies de défauts de 500*500 mm

Trois Bancs de mesure du facteur de Qualité mécanique Q (angle de pertes mécanique) basés sur la technique GeNS (Gentle Nodal Suspension), mesures à température ambiante et cryogénique

Programme de simulation de couches minces (calculs et optimisations de tous les types d’empilements avec OTF Studio et TFCALC)

MICADO entre en phase de fabrication

MICADO, la caméra de première lumière pour l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, va bientôt finir sa phase de conception et les partenaires du consortium MICADO ont commencé la fabrication des différents sous-systèmes de l’instrument. Plus d’informations ICI. Le LMA réalisera la lame dichroïque de 300 mm de diamètre en CaF2 pour le projet MICADO

Les personnels du LMA ont reçu le Cristal Collectif du CNRS 2022 : (lien).

Lors de sa venue à Lyon le 21 mai 2021, Antoine PETIT, président-directeur général du CNRS, a visité le LMA, accompagné du délégué régional Laurent Barbieri. Ce fut l’occasion d’échanges enrichissants sur la physique des 2 infinis et les projets locaux au LMA et à l’IP2I.

Le Prix Nobel de Physique 2018 Gérard MOUROU est venu visiter le LMA le 6 novembre 2019.

Laurent PINARD a obtenu la Médaille de Cristal 2018 du CNRS (LIEN)

Le Prix Nobel de Physique 2012 Serge HAROCHE est venu visiter le LMA le 4 octobre 2017.

Les Américains Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip S. Thorne, à l’origine du détecteur américain LIGO, ont reçu le prix Nobel de physique 2017 pour la détection directe de ondes gravitationnelles. Pour plus d’infos : NOBEL 03/10/2017)

Des optiques du LMA » Picture of the Month » de l’Institut KIS :
Deux optiques ultra performantes réalisées au Laboratoire des Matériaux Avancés pour le premier étalon Fabry-Pérot de l’instrument VTF (Visible Tunable Filter) font la Une sur le site web de l’institut KIS de Fribourg (Allemagne)

Réalisation importante
Premier miroir dichroïque de grande dimension (400*350 mm) réalisé pour le projet PFS (Prime Focus Spectrograph) qui sera installé sur le télescope SUBARU à Hawaï.

DÉTECTION DES ONDES GRAVITATIONNELLES

Troisième détection d’ondes gravitationnelles Juin 2017 : la confirmation de l’existence d’une nouvelle population de trous noirs. Pour plus d’infos, lire l’article

Vidéo « Les meilleurs miroirs du monde sont français » Janvier 2017 accès à la vidéo

« Breakthrough Price in Fundamental Physics » reçu par dix membres du LMA co-auteurs de l’article dans Physical Review Letters annonçant la 1ère découverte des ondes gravitationnelles.

Le 11 Février 2016, la communauté LIGO-VIRGO a annoncé lors d’une conférence de presse simultanée à Washington (USA) et Cascina (Italie site de Advanced Virgo) la PREMIERE DETECTION DIRECTE d’ondes gravitationnelles sur les deux interféromètres Advanced LIGO ainsi que la première observation de la fusion d’un binaire de trous noirs. Cette découverte majeure se déroule 100 ans après la prédiction des ondes gravitationnelles par A. EINSTEIN et inaugure une nouvelle ère pour l’astronomie. Plus de détails sont disponibles dans la publication acceptée par Physical Review Letters.
Le LMA a contribué de façon majeure à cette découverte en ayant réalisé les grands miroirs des cavités Fabry-Pérot (diamètre 34 cm, épaisseur 20 cm, 40 kg) des deux interféromètres d’Advanced LIGO. Ce sont certainement les optiques les plus critiques de l’interféromètre avec leurs spécifications à la limite de la technologie. Cette réalisation a été l’aboutissement de près de 5 ans de travail au LMA.
L’annonce d’une seconde détection d’une onde gravitationnelle générée par la coalescence de deux trous noirs (signal détecté le 26 décembre 2015) a été annoncée publiquement. Une publication est également parue dans Physical Review Letters (Physical Review Letters 116.241103, 15 juin 2016).

Articles

Thèses

Publications dans HAL-IN2P3

Publications avant 1993

Laboratoire des Matériaux Avancés
Université Claude Bernard Lyon I
Campus de la DOUA
Bâtiment Virgo

7, Avenue Pierre de Coubertin
69622 – VILLEURBANNE Cedex FRANCE
Téléphone : 04-72-43-26-68

coordonnées GPS : 45.78362528863942, 4.865364909679352

Pour toutes demandes de renseignements ou de prestation : contactlma@lma.in2p3.fr