Download or read book Augmentation de l nergie des faisceaux de proton acc l r s par laser ultra intense et tude des caract ristiques des faisceaux acc l r s par laser ultra court written by Sébastien Buffechoux and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: De rapides avancées technologiques ont autorisé depuis le début des années 1980 un développement important des lasers de puissance et ont ouvert la voie aux régimes d'interaction laser-matière relativiste. L'accès aux intensités lumineuses supérieures à 1.1018 W.cm-2 a ainsi donné la possibilité à la communauté scientifique d'explorer une nouvelle physique riche d'applications. Bien que le principal moteur ait historiquement été constitué par les recherche sur la fusion par confinement inertiel, l'astrophysique de laboratoire, la génération de rayonnement (harmoniques, bétatron, X) ou la génération de particules énergétiques (électrons, ions) élargissent de plus en plus ce domaine d'étude.En effet, les très bonnes qualités des sources lumineuses et des sources d'ions créées par laser laissent fortement envisager qu'elles viendront un jour remplacer les sources conventionnelles comme les synchrotrons ou les accélérateurs qui sont des machines très coûteuses.Dans le cadre de cette thèse, une attention toute particulière a été portée à l'accélération d'ions qui a déjà montré son fort potentiel en termes de qualité des faisceaux accélérés. Malheureusement, ses applications sont encore limitées (radiographie, chauffage isochorique) à cause de paramètres limitants comme la divergence du faisceau, le spectre large ou l'énergie maximale atteinte par ces faisceaux. Au cours de ce travail de thèse, l'accent a plus particulièrement été mis sur l'augmentation de l'énergie maximale des faisceaux de protons dans le cadre des régimes à ultra haute intensité (supérieur à 1.1019W.cm-2). Cette recherche s'est orientée suivant deux axes principaux (impulsions longue et courtes), qui ont donné lieu à de nombreux échanges et au renforcement de la collaboration entre les laboratoires du LULI à l'École Polytechnique (France) et l'INRS-EMT (Canada).Dans le cadre des recherches menées au sein du LULI, des techniques innovantes ont pu être explorées afin de poursuivre la compréhension des mécanismes et d'améliorer les qualités de l'accélération d'ions à partir d'impulsion “longues” (entre 300 fs et 1,5 ps). Nous avons montré que l'utilisation de cibles ayant des dimensions transverses réduites permettait le confinement géométrique des électrons dans la zone d'impact du laser et augmentait ainsi significativement le taux de conversion de l'énergie laser vers les protons et l'énergie maximale atteinte par le faisceau. Par ailleurs, l'utilisation originale d'une optique plasma refocalisante a démontré son efficacité quant à réduire fortement la surface de focalisation du laser, conduisant à augmenter son intensité et donc l'énergie de coupure des faisceaux d'ions accélérés. Enfin, l'utilisation de deux impulsions laser a mis en évidence qu'une interaction entre les électrons accélérés par chaque impulsion était possible et qu'elle permet de modifier l'énergie et la typologie des faisceaux de protons.Les expériences réalisées au sein de l'INRS-EMT visaient quant à elle à améliorer la compréhension des régimes d'accélération femtoseconde, où peu d'études à ultrahaute intensité existaient au début de cette thèse, et à valider ou non la pertinence de ces régimes. Les nombreuses expériences menées ont clairement établi l'importance du contraste laser et la nécessité que ce derniers soit important pour que l'accélération de protons soit efficace dans ces régimes ultracourts. L'analyse systématique des faisceaux accélérés en face avant et en face arrière d'une cible mince montre que le processus d'accélération manifeste une certaine symétrie et prouve, qu'à énergie laser constante,l'accélération d'ions par laser n'est pas la plus efficace pour la plus courte durée d'impulsion.

Download or read book Production of Pure Ion Beams by Laser Ionization and a Fast Release RFQ written by Jean-Philippe Lavoie and published by . This book was released on 2010 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: TRIUMF utilise la méthode de séparation isotopique en ligne (ISAC) pour produire des faiceaux exotiques, c'est-à-dire des faisceaux d'ion hors de la vallée de stabilité. Le besoin d'accéder à des régions de plus en plus exotiques est une source de nouveaux défis pour la production de faisceaux. L'un d'entre eux concerne l'élimination des contaminations iso-bariques polluant le faisceau d'intérêt. Pour résoudre ce problème, un nouveau type de source d'ions tirant parti d'un quadriple radio-fréquence (RFQ) et de l'ionisation résonante par laser (LIS) a été développé. La gamme de fréquence du RFQ (500 kHz - 3 MHz) et l'amplitude du signal (10 - 200 V cc) permettent la production de tout isotope pouvant être ionisé par laser à ISAC. Les tests variés menés avec la nouvelle source RFQ - LIS ont permis de démontrer que presque 100 % des contaminants, ionisés par contact avec une surface chaude, pouvaient être repoussés, ne laissant qu'un faisceau d'ions purs ionisés par laser. Afin de développer un prototype fonctionnel, des simulations de trajectoires d'ions dans un RFQ opérant avec une onde carrée ont été effectuées. De plus, l'étude de la dynamique dans l'espace de phase et des équations du mouvement par méthode matricielle ont permis de simuler l'acceptance et la limite de charge d'espace du RFQ. Cette dernière a été établie à 90.5 nA pour une fréquence d'opération de 1 MHz et avec un paramtre quadriplaire qu de 0,59. Cette condition certifie le bon fonctionnement du RFQ puisque les intensités de faisceaux mesurées étaient généralement de quelques dizaines de nA. Afin d'accueillir la source nouvellement développée et de permettre le développement d'autres sources, un système expérimental a été construit. Il permet d'opérer à des énergies de faisceaux pouvant atteindre 35 keV. La chambre expérimentale est munie d'un déflecteur sphérique électrostatique (90°) ainsi que d'un spectromètre de masse pour permettre de caractériser la composition en masse des faisceaux d'ions produits. L'acquisition quasi simultanée de masses jusqu'à 300 amu ainsi que le système de détection double permettant des mesures d'intensités allant d'un seul ion à plusieurs nA, rendent le système pratique en comparaison des systèmes courants basés sur des aimants. Enfin, le nouveau système expérimental permet d'effectuer une grande variété de mesures. Ceci inclut les mesures d'efficacités de sources d'ions, la caractérisation des largeurs d'impulsions d'ions produits par laser ainsi que le développement de nouveaux schémas d'ionisation laser.

Download or read book Some Advancement in Ionization of Atoms and Molecules in Intermediate Intensity Regime Using Ultra fast Laser Pulses written by Seyed Mehdi Sharifi Kalahroudi and published by . This book was released on 2010 with total page 228 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans cette thèse, nous présentons une étude de l'ionisation multiphotonique ou tunnel de certains atomes et molécules dans un régime intermédiaire d'intensité (~1013-1014 W/cm2) en utilisant des impulsions provenant d'un laser ultra rapide Ti:saphir. En étudiant l'ionisation à deux couleurs de Ar et de Xe, nous présentons un modèle pour quantifier les contributions tunnel quasi-statique et multiphotonique. La dépendance du taux d'ionisation de Ar et de Xe sur l'angle entre les vecteurs de polarisation de deux impulsions ([omega] et 2 [omega] est mesurée. L'ionisation de cinq molécules organiques, C6H6, C5NH5, C3H6, C2H4, et C2H2, est étudiée. Deux phénomènes sont observés. La première observation montre que la probabilité d'ionisation jusqu'à un état uniquement chargé (+1) est supprimée en comparaison avec des atomes fictifs ayant le même potentiel d'ionisation. La seconde montre que l'ionisation double de ces molécules se produit principalement par un processus non séquentiel. Ces molécules présentent une probabilité relative énorme pour l'ionisation non séquentielle, qui est attribuée à la suppression de l'ionisation multiphotonique ou tunnel d'un ion de charge +1. Finalement, pour une application de spectroscopic laser, les spectres de masse de deux isomères de butène, 1-butène et cis-2-butène ionisés par des impulsions laser femtosecondes intenses sont comparés. On montre que la différence entre ces deux spectres est beaucoup plus prononcée que celle qu'on observe sur des spectres obtenus par collisions d'électrons de 100 eV. Notre observation suggère l'application possible de l'ionisation multiphotonique dissociative par des impulsions d'un laser ultrarapide pour la spectroscopic de masse de haute performance pour distinguer des molécules similaires.

Download or read book Metastability Exchange Optical Pumping in 1hn3He Gas Up to 30 MT written by Marion Batz and published by . This book was released on 2011 with total page 394 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Computation of Light Scattering Radiation Force Torque and Stress of Large Non spherical Particles with Multilevel Fast Multipole Algorithm and Vectorial Complex Ray Model written by Minglin Yang and published by . This book was released on 2014 with total page 134 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est dédiée à la validation du modèle de Tracé de Rayons Vectoriels Complexes (VCRM - Vectorial Complex Ray Model en anglais) par la comparaison des diagrammes de diffusion avec les résultats de SIE- MLFMA (Surface Integral Equation with Multilevel Fast Multipole Algorithm en anglais) et les applications de MLFMA développé à la prédiction de la force de pression de radiation, le couple et la tension exercés sur des grosses particules non-sphériques par un faisceau laser. En introduisant la courbure du front d'onde comme une nouvelle propriété des rayons lumineux, VCRM apporte une amélioration considérable sur la précision et l'applicabilité du modèle de rayons pour la diffusion de la lumière par les particules non-sphériques. Cependant ses résultats pour les particules non-sphériques restent à valider. Alors, MLFMA est une méthode numérique très efficace pour traiter l'interaction de la lumière avec des particules de forme quelconque. Afin d'étendre sa capacité pour les grosses particules, dans cette thèse, MLFMA est améliorée et parallélisée. Le code mis au point permet d'obtenir des résultats exacts pour les particules de paramètre de taille supérieur à 600. Le bon accord entre les diagrammes de diffusion des grosses particules ellipsoïdales calculées par MLFMA et VCRM illustre la grande capacité de ces deux méthodes. Ensuite, le code MLFMA développé est appliqué au calcul de la force de pression de radiation (FPR) et le couple sur des particules homogènes de forme quelconque. Pour éviter l'imprécision de la description mathématique en champ lointain de faisceau laser, l'expression analytique de champs électromagnétiques dans la région proche de la particule est utilisée. La FPR et le couple sont donc calculés par le flux du vecteur du tenseur de Maxwell sur une surface sphérique incluant la particule. Cette méthode est très puissante et flexible permettant de prédire la FPR et le couple exercés par un faisceau de forme quelconque sur une grosse particule, comme des particules sphéroïdales, des particules de forme de globule rouge ou moteur. La FPR et le couple sont des effets mécaniques globaux d'un faisceau de lumière exercés sur une particule. La tension sur la surface d'une particule peut être importante dans l'étude des propriétés élastiques de certaines particules. Le code MLFMA développé est donc étendu au calcul de la tension de surface et VCRM a été appliqué à l'analyse le mécanisme de la tension sur des particules sphéroïdales.

Download or read book A Review of the Prospects for Laser Induced Thermonuclear Fusion written by Énergie atomique du Canada, limitée. Groupe chargé d'étudier la fusion par laser and published by . This book was released on 1974 with total page 230 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: