​Porteurs de moment angulaire orbital (OAM), les vortex optiques sont des faisceaux lumineux capables d'entraîner de  la matière en rotation. Leur phase est hélicoïdale et leur profil d'intensité annulaire (nulle au centre). Des vortex visibles et infrarouges sont utilisés pour manipuler des cellules ou en microscopie, pour abaisser la résolution spatiale au-dessous de la limite de diffraction. L'intérêt de vortex optiques à ultra-haute intensité a également été établi pour la génération d'harmoniques et l'accélération de particules par laser. En théorie seulement, car jusqu'à présent, il était difficile de produire une surface d'onde hélicoïdale de grande dimension.

Une équipe de l'Iramis a réussi cet exploit. Elle a inséré une lame de phase hélicoïdale sur le parcours d'un faisceau laser infrarouge à ultra-haute intensité de l'installation UHI100 (jusqu'à 10¹⁹ W/cm²) et a observé la génération d'harmoniques par interaction avec une lame de verre utilisée comme « miroir plasma ». Le faisceau infrarouge et ses harmoniques présentent le profil annulaire caractéristique des vortex optiques.

Malheureusement il n'est pas possible d'utiliser une telle lame de phase pour des intensités laser supérieures. C'est pourquoi les chercheurs ont exploré une autre voie reposant sur le concept de miroir plasma. Au voisinage de la lame de verre, une pré-impulsion laser génère un plasma structuré comme un réseau optique (traits parallèles), qui diffracte l'impulsion de ultra-haute intensité. Les physiciens sont parvenus à fournir de l'OAM au faisceau diffracté, en utilisant, non plus une, mais deux pré-impulsions. Si l'une d'entre elles a traversé préalablement une « petite » lame de phase spirale, le réseau plasma acquiert une forme en « fourchette ». Cette technique pourrait donc s'appliquer à des faisceaux encore plus intenses.