Download or read book EXPERIENCE D ACCELERATION D ELECTRONS A L AIDE D UNE ONDE PLASMA CREEE PAR LE BATTEMENT DE DEUX IMPULSIONS LASER ETUDE DU MONITEUR DE FAISCEAU D ELECTRONS DE 3 MEV UTILISANT LE RAYONNEMENT DE TRANSITION OPTIQUE ET DU SPECTROGRAPHE MAGNETIQUE written by ARNO.. SPECKA and published by . This book was released on 1994 with total page 171 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE PRESENTE MES CONTRIBUTIONS A L'EXPERIENCE D'ACCELERATION D'ELECTRONS A L'AIDE D'UNE ONDE PLASMA CREEE PAR LE BATTEMENT DE DEUX IMPULSIONS LASER A L'ECOLE POLYTECHNIQUE. LE PREMIER CHAPITRE EXPOSE TOUT D'ABORD LE PRINCIPE D'ACCELERATION DE PARTICULES PAR ONDES PLASMA CREEES PAR LASER. AFIN D'ESTIMER LE GAIN D'ENERGIE, J'ETUDIE L'INFLUENCE DU PROFIL LONGITUDINAL DE L'ONDE PLASMA. J'OBTIENS UN GAIN D'ENVIRON 1 MEV SUR UNE LONGUEUR D'ACCELERATION DE 3 MM. DANS LE DEUXIEME CHAPITRE, JE PRESENTE LE MONITEUR DE FAISCEAU D'ELECTRONS INJECTE D'UNE ENERGIE DE 3 MEV. CE MONITEUR UTILISE LE RAYONNEMENT DE TRANSITION OPTIQUE ET POSSEDE UNE RESOLUTION SPATIALE DE 10 MICRONS. IL PERMET L'ALIGNEMENT RELATIF DES FAISCEAUX D'ELECTRONS ET LASER ET AINSI LE CONTROLE DE L'INJECTION DES ELECTRONS DANS UN PLASMA D'ENVIRON 0,1 MM DE DIAMETRE. LE TROISIEME CHAPITRE EXPOSE LA CONCEPTION DU SPECTROGRAPHE MAGNETIQUE QUI ANALYSE LES ELECTRONS ACCELERES SUIVANT LEUR IMPULSION. L'ETUDE DE LA CLASSE DES DIPOLES STIGMATIQUES AMENE A LA SELECTION D'UNE COMBINAISON D'UN QUADRUPOLE ET D'UN DIPOLE. CE SPECTROGRAPHE EST STIGMATIQUE A L'ENERGIE D'INJECTION (3MEV) ET POSSEDE UNE LARGE PLAGE EN ENERGIE AINSI QU'UNE GRANDE ACCEPTANCE ANGULAIRE.

Download or read book Contribution l tude de faisabilit d une exp rience d acc l ration d lectrons par battement d ondes lasers dans un plasma l Ecole Polytechnique written by Ludovic Eveillard and published by . This book was released on 1991 with total page 199 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book ETUDE DU SILLAGE LASER written by Fabien Dorchies and published by . This book was released on 1998 with total page 266 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS LE BUT D'ACCELERER DES PARTICULES CHARGEES AVEC DES CHAMPS ELECTRIQUES SUPERIEURS AUX LIMITES ACTUELLES DES CAVITES ACCELERATRICES CONVENTIONNELLES (DE L'ORDRE DE 100 MV/M), PLUSIEURS MECANISMES UTILISANT UNE ONDE PLASMA ELECTRONIQUE EXCITEE PAR LA FORCE PONDEROMOTRICE D'UNE IMPULSION LASER INTENSE ONT ETE PROPOSES. PARMI CEUX-CI, LE SILLAGE LASER SEMBLE LE PLUS PROMETTEUR : UNE IMPULSION LASER ULTRA-COURTE ( 1 PS) ET ULTRA-INTENSE ( 10#1#7 W.CM##2) SE PROPAGEANT DANS UN PLASMA SOUS-DENSE (DE L'ORDRE DE 10#1#7 ELECTRONS PAR CM#3), EXCITE DANS SON SILLAGE UNE ONDE PLASMA ELECTRONIQUE DE FORTE AMPLITUDE. LE CHAMP ELECTRIQUE LONGITUDINAL ASSOCIE A CETTE ONDE PEUT ETRE TRES ELEVE ET ACCELERER EFFICACEMENT DES ELECTRONS INJECTES. CETTE THESE PRESENTE UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE CE MECANISME. DANS UN PREMIER TEMPS, L'ONDE PLASMA EXCITEE PAR SILLAGE LASER A ETE MESUREE OPTIQUEMENT EN UTILISANT LE DIAGNOSTIC D'INTERFEROMETRIE FREQUENTIELLE. CETTE PREMIERE SERIE D'EXPERIENCES A PERMIS DE MONTRER LA VALIDITE DE LA THEORIE LINEAIRE DU SILLAGE DANS UN REGIME FORTEMENT RADIAL, JUSQU'A UNE AMPLITUDE RELATIVE DE L'ORDRE DE 100%. UNE EXPERIENCE A ETE CONCUE ET ETUDIEE DANS UN REGIME LONGITUDINAL. LORS D'UNE AUTRE EXPERIENCE, DES ELECTRONS ONT ETE INJECTES DANS L'ONDE PLASMA. DES ELECTRONS ACCELERES PAR UN CHAMP DE L'ORDRE DE 1 GV/M ONT ETE OBSERVES. A NOUVEAU, LA THEORIE LINEAIRE DU SILLAGE PERMET DE RENDRE COMPTE DES RESULTATS OBSERVES. CETTE EXPERIENCE A NOTAMMENT MONTRE L'INFLUENCE DES CHAMPS ELECTRIQUES RADIAUX ASSOCIES A L'ONDE PLASMA SUR LA QUALITE DE L'ACCELERATION. CETTE ACCELERATION EST LIMITEE PAR LA LONGUEUR SUR LAQUELLE EXISTE L'ONDE PLASMA, C'EST A DIRE PAR LA LONGUEUR DE RAYLEIGH DU FAISCEAU LASER. UN MOYEN D'AUGMENTER LE GAIN D'ENERGIE DES ELECTRONS EST DE GUIDER L'IMPULSION LASER INTENSE SUR DE PLUS GRANDES LONGUEURS. DANS CETTE OPTIQUE, UNE PREMIERE EXPERIENCE DE GUIDAGE DANS UN CAPILLAIRE DIELECTRIQUE CREUX A ETE REALISEE.

Download or read book Acc l ration lectronique par sillage laser et sources de rayonnements associ es written by Xavier Davoine and published by . This book was released on 2009 with total page 170 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'accélération par sillage laser est une technique permettant d'obtenir un accélérateur à électrons très compact en comparaison avec les accélérateurs conventionnels et produisant des faisceaux d'électrons aux propriétés inédites. Elle repose sur l'utilisation d'une impulsion laser ultra intense et de durée ultracourte. En se propageant dans un plasma peu dense, l'impulsion laser crée dans son sillage une onde plasma générant des champs électriques très importants et d'amplitude de plusieurs ordres de grandeur supérieure aux accélérateurs conventionnels. Ces ondes de sillage permettent d'accélérer très fortement des faisceaux d'électrons en quelques millimètres ou centimètres, jusqu'à des énergies de plusieurs dizaines de MeV à quelques GeV. La taille des accélérateurs est donc considérablement réduite. Les faisceaux d'électrons ainsi générés peuvent être notamment utilisés pour créer des rayonnements X et gamma ultra-brefs par diverses méthodes, par exemple en utilisant des cibles de conversion ou des onduleurs. Le travail réalisé dans cette thèse est essentiellement numérique. L'interaction laser-plasma est modélisée à l'aide du code Calder. Les simulations ont permis de mieux comprendre la physique en jeu, notamment dans le cas où les électrons sont injectés dans l'onde de sillage grâce au schéma de collision d'impulsions. Ce schéma permet d'améliorer la qualité des faisceaux produits et d'en contrôler les caractéristiques. Enfin, un code reposant sur une modélisation et des algorithmes différents a été étudié. Ce nouveau code permet de réduire considérablement la durée des simulations.

Download or read book Des acc l rateurs laser plasma aux sources de rayonnement X femtoseconde written by Sébastien Corde and published by . This book was released on 2012 with total page 170 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lors de l'interaction relativiste entre une impulsion laser brève et intense et un plasma sous-dense, des électrons peuvent être injectés et accélérés jusqu'à plusieurs centaines de MeV dans une structure accélératrice se formant dans le sillage de l'impulsion laser : c'est l'accélérateur laser-plasma. Une des applications majeures de ces accélérateurs réside dans le développement de sources compactes de faisceaux de rayonnement X femtoseconde. Au cours de cette thèse, deux sources de rayonnement X ont été étudiées et développées. Le rayonnement bétatron, intrinsèque à l'accélérateur laser-plasma, provient des oscillations transverses des électrons au cours de leur accélération. Sa caractérisation par comptage de photons a montré que le faisceau X contenait un total de 10^9 photons, avec des énergies pouvant être supérieures à 10 keV. Nous avons également développé une source Compton tout optique produisant des photons de quelques centaines de keV, basée sur la collision entre un faisceau de photons et un faisceau d'électrons. Le potentiel de ces sources de rayonnement a été mis en évidence en réalisant l'imagerie par contraste de phase mono-coup d'un échantillon biologique. Nous avons ensuite montré que l'émission X bétatron est un outil expérimental très puissant pour étudier la physique sous-jacente à l'accélération laser-plasma. On peut tout d'abord réaliser la cartographie de la région d'émission, ce qui donne des informations inédites, permettant par exemple de localiser l'endroit où sont injectés les électrons. Les propriétés angulaires et spectrales du rayonnement X permettent également d'avoir des informations sur la dynamique transverse des électrons au cours de leur accélération

Download or read book Etude num rique de l interaction laser plasma sous dense written by Arnaud André and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lors de le la propagation d'une impulsion laser ultra- intense et ultra-brève dans un plasma sous dense une onde de plasma se forme dans son sillage, susceptible d'accélérer des électrons à des énergies élevées sur de très courtes distances. Dans un régime d'excitation extrêmement non-linéaire, connu sous le nom de régime de la bulle, on peut obtenir des faisceaux mono-énergétiques d'électrons relativistes. Si les faisceaux d'électrons issus de l'interaction sont aujourd'hui bien caractérisés, de nombreux paramètres de l'interaction restent inaccessibles, faute de diagnostics adaptés. Nous avons tenté de répondre à cette problématique au cours de cette thèse, en étudiant à l'aide de simulations numériques comment interpréter le rayonnement issu de l'interaction pour déterminer la dynamique du milieu.La première partie de l'étude est consacrée aux propriétés du rayonnement des électrons accélérés, qui s'étend jusque dans le domaine des X. L'étude des caractéristiques de l'émission doit pouvoir renseigner sur le mouvement des électrons du milieu et plus généralement sur l'interaction laser-plasma. Les études menées dans le cadre de cette thèse montrent qu'en effet l'observation du rayonnement permet de déterminer la direction des électrons du faisceau en fin d'accélération, et dans une certaine mesure, leur répartition à l'intérieur du faisceau.La deuxième partie concerne la propagation en milieu sous dense. Le plasma perturbe l'impulsion au cours de sa propagation, modifiant ses caractéristiques spatiales et spectrales. Nous avons étudié ces effets lorsque le milieu est constitué d'un gaz d'azote puis d'argon. Nos résultats mettent en évidence les contributions respectives de l'auto-modulation de l'impulsion ainsi que celle du gradient de densité électronique créé par l'ionisation des gaz dans leurs différents états de charge. L'étude a été poursuivie dans des conditions d'accélération exploitant un gaz plus léger et à plus haute intensité, dans le régime de la bulle. Nous avons identifié l'origine des variations des conditions d'interaction observées dans la première partie.

Download or read book CONTRIBUTION A L ETUDE DE L INTERACTION LASER MATIERE A TRES HAUT FLUX 10 1 9W CM 2 written by GERARD.. MALKA and published by . This book was released on 1997 with total page 214 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE COMPRENDRE ET D'ANALYSER LES PROCESSUS PHYSIQUES SUSCEPTIBLES D'ACCELERER DES ELECTRONS A DES ENERGIES RELATIVISTES, LORS DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION LASER ULTRA INTENSE (ECLAIREMENT LASER SUPERIEUR A 10#1#9W/CM#2) AVEC DES ELECTRONS DANS LE VIDE OU UN PLASMA. CES TRAVAUX S'INSCRIVENT DANS LE CADRE DE LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL AVEC LA NOUVELLE APPROCHE DE L'ALLUMEUR RAPIDE. CETTE THESE SE COMPOSE DE TROIS ETUDES EXPERIMENTALES SUR L'ACCELERATION D'ELECTRONS. LES RESULTATS DE CES EXPERIENCES SONT INTERPRETES EN LES COMPARANT A CEUX DONNES PAR DES MODELES THEORIQUES PRESENTES DANS CE RAPPORT : (I) L'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS LE VIDE PAR L'IMPULSION LASER EST MISE EN EVIDENCE EXPERIMENTALEMENT. DES ELECTRONS D'ENERGIE INITIALE DE 1 A 10 KEV ENVIRON, SONT ACCELERES A DES ENERGIES VOISINES DE 1 MEV. CES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC DES SIMULATIONS DE PROPAGATION D'ELECTRONS LIBRES SOUMIS A UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE INTENSE, SPATIALEMENT ET TEMPORELLEMENT FINIE. (II) LE ROLE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE DANS LA PRODUCTION D'ELECTRONS RELATIVISTES (0,4 A 3 MEV) LORS DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU LASER ULTRA INTENSE AVEC UN PLASMA SURDENSE ET PRESENTANT UN PROFIL DE DENSITE TRES RAIDE EST ICI DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EN BON ACCORD AVEC UN MODELE D'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS CE REGIME OU LA TEMPERATURE CHAUDE T#H EST EGALE A L'ENERGIE D'OSCILLATION D'UN ELECTRON DANS LE CHAMP LASER. (III) DANS LE CAS DE L'ACCELERATION D'ELECTRONS (0,5 A 20 MEV), LORS DE L'INTERACTION DU FAISCEAU LASER AVEC UN PLASMA PREFORME SOUS CRITIQUE ET LONG, DEUX TEMPERATURES SUPRATHERMIQUES ET DES CANAUX DE CREUSEMENT DE DENSITE ELECTRONIQUE SONT OBSERVES. CES OBSERVATIONS SONT A PRIORI LA SIGNATURE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE OU DE LA DIFFUSION RAMAN AVANT DANS UN CANAL CREE PAR L'AUTOFOCALISATION PONDEROMOTIVE ET RELATIVISTE DE L'IMPULSION LASER.

Download or read book Etude exp rimentale de l interaction d un laser Terawatt avec un plasma sous dense production d une source brillante et courte d lectrons relativistes written by Jérôme Faure and published by . This book was released on 2001 with total page 500 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse constitue une étude experimentale qui s'inscrit dans le cadre de l'interaction laser-plasma en régime relativiste. Le couplage du laser au plasma provoque l'apparition de nombreux phénomènes nonlinéaires tels que l'autofocalisation relativiste, les instabilités Raman, I'excitation et le déferle-ment d'ondes plasma. Dans ce régime dit du "sillage automodulé", ces effets se combinent et aboutissent à l'accélération des électrons du plasma à des vitesses relativistes. Dans une première partie, les effets nonlinéaires ont d'abord été étudiés. Une méthode originale utilisant des impulsions laser à dérive de fréquence a permis de mesurer la dynamique temporelle des instabilités Raman. Les ré-sultats ont montré que l'instabilité Raman arrière a lieu sur le front montant de l'impulsion et que le Raman avant est plutôt situé en queue d'impulsion. L'autofocalisation a également été étudiée à l'aide d'un diagnostic d'ombro-scopie. Les résultats ont montré que la puissance n'est pas le seul paramètre régissant l'autofocalisation : la durée de l'impulsion laser doit être comparée au temps de mouvement des particules dans le plasma: Wp-1 pour les électrons et Wpi-1 pour les ions. En particulier, lorsque la durée d'impulsion est trop courte, I'autofocalisation relativiste n'a pas lieu. Dans une deuxième partie, on discute de la production d'une source d'électrons relativistes (O à 70 MeV) à partir d'un laser à 10 Hz (35 fs, 600 mJ). Cette source d'électrons brillante (10 puissance 10 électrons), à spectre Maxwellien et potentiellement courte (

Download or read book ACCELERATION DE PARTICULES PAR ONDE DE SILLAGE DANS UN PLASMA written by LAURENCE.. DIAKHATE and published by . This book was released on 1990 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: INJECTER UN PAQUET D'ELECTRONS RELATIVISTES DE FORME DONNEE DANS UN PLASMA PERMET DE GENERER UNE ONDE DE SILLAGE SUPPORTANT DES CHAMPS TRES INTENSES, PROPORTIONNELS A LA RACINE CARREE DE LA DENSITE PLASMA. EN UTILISANT UN GUIDE D'ONDE PLASMA, ON EXCITE DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES RAPIDES (ONDE PLASMA ET ONDE DE SURFACE). DU FAIT DE LA PREDOMINANCE DE SES CHAMPS, L'ONDE DE SURFACE PERMET D'ACCELERER UN PLUS GRAND NOMBRE D'ELECTRONS ET LEUR CONFERE UNE PLUS GRANDE ENERGIE. CELA SE FAIT AU DETRIMENT DE L'EMITTANCE ET DE L'ETALEMENT EN ENERGIE DU FAISCEAU. UN TRAITEMENT NON LINEAIRE MONODIMENSIONNEL EST DONNE. REMPLACER LE FAISCEAU ENTRAINEUR PAR UNE IMPULSION LASER PERMET D'AMELIORER PLUS ENCORE LES PARAMETRES RELATIFS A L'ACCELERATION. ENFIN, L'ETUDE D'UN PLASMA INFINI ET THERMALISE MONTRE UNE TRES NETTE DEGRADATION DE L'ACCELERATION. CETTE DERNIERE CONFIGURATION EST A DECONSEILLER

Download or read book Etude exp rimentale et num rique de la cin tique de plasmas d air produits par rayonnement X impulsionnel written by Mélissa Maulois and published by . This book was released on 2016 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'irradiation de l'air par un rayonnement X, est à l'origine de la création d'un plasma pouvant modifier la génération et la propagation des champs électromagnétiques (champs EM), perturbant ainsi les systèmes électroniques environnants. La quantification de ces contraintes nécessite en amont une étude approfondie sur le plasma généré par les particules énergétiques. Un modèle de cinétique chimique 0D a été développé afin de caractériser le plasma au cours du temps pour différentes pressions d'air. Le modèle est défini par le couplage des équations d'évolution des densités des espèces composant le plasma avec l'équation de conservation de la densité d'énergie moyenne des électrons. Afin de mettre en place et tester le modèle, il a d'abord été appliqué à un cas théorique, où le plasma est généré par un flash X d'une durée de 100 ns, possédant une énergie moyenne constante et égale à 1 MeV. Suite à l'irradiation de l'air sec par les X, deux populations d'électrons Compton " relativistes " et " non relativistes " sont générés. Les électrons Compton initient l'avalanche électronique conduisant à la formation du plasma étudié. Les résultats obtenus montrent que le plasma est principalement généré par l'ionisation du gaz par les électrons Compton relativistes. Bien qu'initié par des X durs, le plasma généré est faiblement ionisé avec une densité électronique maximale de 1013 cm-3 à la pression atmosphérique et une énergie moyenne maximale des électrons d'environ 4 eV. Afin de valider le modèle, des mesures temporelles de densités électroniques ont été effectuées. Les travaux réalisés consistent à irradier un guide d'onde remplie d'air, à une pression fixée, par une impulsion de rayonnement X durant 90 ns. L'objectif de l'expérience est de mesurer l'absorption d'une onde électromagnétique suite à son passage dans le plasma contenu dans le guide. Le coefficient d'absorption de l'onde dans le guide dépend de la constante de propagation en espace libre, qui est proportionnelle à la fréquence plasma et donc à la densité électronique. La restitution de la densité électronique expérimentale est alors établie en utilisant les formalismes d'absorption dans un guide d'onde remplie de plasma.

Download or read book INTERACTION D IMPULSIONS LASER ULTRA COURTES ET ULTRA INTENSES AVEC DES PLASMAS SOUS DENSES written by ANDREI.. SOLODOV and published by . This book was released on 2000 with total page 134 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DIFFERENTS ASPECTS DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION ULTRA-COURTE ET ULTRA-INTENSE AVEC UN PLASMA SOUS-DENSE ONT ETE ETUDIES ANALYTIQUEMENT ET NUMERIQUEMENT. CES ETUDES PRESENTENT UN INTERET POUR L'ACCELERATION LASER DE PARTICULES DANS LES PLASMAS, LES LASERS A RAYONS X, LA GENERATION D'HARMONIQUES D'ORDRE ELEVE, LE CONCEPT D'ALLUMEUR RAPIDE POUR LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL. ON A UTILISE LE CODE PARTICULAIRE RELATIVISTE WAKE DEVELOPPE PRECEDEMMENT A L'ECOLE POLYTECHNIQUE. CE CODE A ETE MODIFIE AU COURS DE LA THESE POUR TRAITER LE MOUVEMENT DES IONS, POUR CALCULER DES TRAJECTOIRES D'ELECTRONS TESTS, ET POUR INCLURE DES DIAGNOSTICS DIVERS SUR LES CHAMPS ET LES PARTICULES. LES SUJETS TRAITES DANS CETTE THESE SONT LES SUIVANTS : L'ACCELERATION DE PHOTONS DANS LE SILLAGE D'UNE IMPULSION LASER COURTE ET INTENSE, LA VITESSE DE PHASE DE L'ONDE PLASMA DANS LE SILLAGE D'UNE IMPULSION LASER AUTO-MODULEE, LA CANALISATION RELATIVISTE D'IMPULSION LASER DE DUREE DE L'ORDRE DE LA PERIODE PLASMA, LA DYNAMIQUE IONIQUE DANS LE SILLAGE, LE DEFERLEMENT. ENFIN ON A SIMULE 3 EXPERIENCES DE PROPAGATION D'ONDE LASER ET D'ACCELERATION D'ELECTRONS. VOICI LES PRINCIPAUX RESULTATS DE LA THESE : LA REDUCTION DE LA VITESSE DE PHASE DE L'ONDE PLASMA DANS LE CAS D'UNE IMPULSION LASER AUTO-MODULEE NE JOUE QUE DANS LE CAS D'UN CANAL PREFORME POUR LE GUIDAGE DE L'ONDE LASER. ON A TROUVE DES STRUCTURES SELF-SIMILAIRES POUR DECRIRE LE GUIDAGE RELATIVISTE D'UNE IMPULSION COURTE DANS UN PLASMA. ON A DEMONTRE LA PROPAGATION AUTO-GUIDEE D'IMPULSION INITIALEMENT GAUSSIENNES DE QUELQUES PERIODES PLASMA. ON A MONTRE QUE LA FORCE PONDEROMOTRICE DE L'ONDE PLASMA EXCITEE PAR L'IMPULSION LASER FORME UN CANAL ET LE DEFERLEMENT DANS CE CANAL A ETE ANALYSE EN DETAIL. LES EFFICACITES DE L'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS LE CHAMP LASER ET DANS L'ONDE PLASMA ONT ETE COMPAREES. LE DECALAGE EN FREQUENCE D'UNE SONDE SE PROPAGEANT DANS LE SILLAGE PLASMA A ETE ETUDIE DANS DES CONDITIONS CORRESPONDANT A DES EXPERIENCES ACTUELLES.

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 Acc l ration laser plasma written by Antoine Maitrallain and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'accélération laser plasma (ALP) est le produit de l'interaction non linéaire entre un faisceau laser intense (≈1018 W/cm2) et une cible gazeuse. Sous certaines conditions, l'onde plasma générée peut piéger et accélérer des électrons jusqu'à des énergies très importantes grâce à des champs accélérateurs élevés (≈ 50 GV/m). Ce processus très prometteur fait l'objet de nombreux travaux au sein de la communauté, qui, après avoir identifié les mécanismes de base, cherche aujourd'hui à améliorer les propriétés de la source (énergie, divergence, reproductibilité...).Les applications de ces faisceaux d'électrons issus de sources ultra-compactes sont variées. Parmi celles-ci, la physique des hautes énergies pour laquelle a été conçu le schéma d'accélération multi-étages. Il s'agit d'un concept basé sur la succession d'étages accélérateurs pour répondre à la problématique de l'augmentation de la longueur d'accélération en vue d'augmenter l'énergie des électrons. Dans sa version de base, un premier étage (injecteur) fournit un faisceau d'électrons d'énergie modérée doté d'une charge très importante. Ce faisceau est alors accéléré vers de plus hautes énergies dans un second étage appelé accélérateur. Cette thèse s'inscrit dans une série de travaux préliminaires aux expériences d'accélération laser-plasma double étages prévues sur la plateforme expérimentale CILEX autour du laser APOLLON 10 PW.Dans ce cadre, une nouvelle cible a été conçue et caractérisée avec le laser UHI100. Les propriétés du faisceau d'électrons ont ensuite été modifiées par mise en forme optique du faisceau laser produisant l'onde de plasma, ainsi que par mise en forme magnétique.Ce dernier dispositif nous a permis de pouvoir utiliser la source pour une application visant à mettre au point un système de dosimétrie adapté au fort débit de dose associé aux électrons issus de l'ALP.

Download or read book Mesure de l amplitude d une onde de plasma cr e par sillage laser guid written by Franck Wojda and published by . This book was released on 2010 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’interaction d’une impulsion laser intense et de courte durée avec un plasma permet de produire une onde de plasma de grande amplitude dans son sillage, auquel est associé un champ électrique longitudinal. Celui-ci peut être utilisé pour accélérer des électrons relativistes injectés dans l'onde jusqu’à de grandes énergies - de l’ordre du GeV - sur de courtes distances - quelques centimètres - au regard des distances dans les accélérateurs conventionnels. Le contrôle des caractéristiques du faisceau d’électrons lors du processus d’accélération est fondamental pour réaliser un étage d’accélération laser-plasma utilisable. Le travail de thèse a porté sur la création et la caractérisation d’une onde de plasma en régime faiblement non linéaire sur une longueur de plusieurs centimètres. Des tubes capillaires sont utilisés pour guider le faisceau laser sur ces distances tout en maintenant une intensité suffisante (~1017 W/cm2). Le faisceau laser guidé ionise le gaz contenu dans le tube et crée l’onde de plasma. Un diagnostic optique reposant sur la modification du spectre de l’impulsion laser a été utilisé pour déterminer l’amplitude de l’onde de plasma le long du tube. Sa dépendance en fonction de la pression de remplissage du gaz, de la longueur du capillaire et de l'énergie laser, a été étudiée. Les résultats expérimentaux comparés aux résultats analytiques et de modélisation furent en excellent accord. montrent que le champ électrique associé à l'onde de plasma est compris entre 1 et 10 GV/m sur une longueur allant jusqu’à 8 cm. Ce travail a permis de montrer la possibilité de créer de façon contrôlée une onde de plasma en régime faiblement non linéaire.

Download or read book Etude de l influence des plasmas dans les diodes lectrons pour la radiographie clair written by Jérémie-Marie Plewa and published by . This book was released on 2018 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La radiographie éclair par faisceau X intense est spécifique en ce sens qu'elle doit permettre de photographier la matière soumise à des conditions extrêmes de densification, de température et de vitesse de déplacement. Le succès de ce type de radiographie repose sur la qualité de la source X qui doit nécessairement être pénétrante (quelques MeV), intense (plusieurs rads), brève (quelques dizaines de ns) et de petite dimension (quelques mm). L'impulsion X est ainsi générée à partir du rayonnement de freinage émis lors de l'interaction avec une cible en métal d'un faisceau focalisé d'électrons de haute énergie (MeV) et de haute intensité (kA). Ce procédé lie très fortement les propriétés du faisceau d'électrons à ceux du faisceau X et donc à la qualité de la radiographie. Dans ce contexte, la thèse porte sur la compréhension de la dynamique du faisceau dans la diode à l'électron (c'est-à-dire juste avant son entrée dans la ligne accélératrice) ainsi que sur la caractérisation du plasma de velours dont sont issus les électrons qui composent le faisceau. Dans un premier temps, la dynamique du faisceau intense d'électrons a été étudiée à l'aide du code LSP reposant sur la méthode " Particle-In-Cell ". Les simulations réalisées ont été comparées avec des mesures effectuées sur l'injecteur d'un accélérateur linéaire à induction, implanté au CEA Valduc sur l'installation Epure. Grâce au modèle de simulation développé, une nouvelle diode à électrons mono-impulsion a été conçue, dimensionnée et réalisée pendant ce travail de thèse afin d'augmenter l'intensité du faisceau d'électrons de 2,0 kA à 2,6 kA permettant ainsi d'améliorer les performances radiographiques de l'installation. Dans un second temps, un modèle permettant d'étudier les mécanismes mis en jeu dans la production du faisceau d'électrons au niveau de plasma de cathode a été développé. Ce dernier est un modèle collisionnel-radiatif (MCR) 0D qui permet de décrire l'évolution de la densité des espèces d'un plasma dont la composition est directement liée aux molécules et atomes désorbés par la cathode de velours. Trois différents mélanges ont été étudiés impliquant de l'hydrogène, de l'oxygène et du carbone dont les proportions ont été estimées par des mesures LIBS (spectroscopie de plasma induit par laser).[...].

Download or read book D veloppement d un injecteur pour l acc l ration laser plasma multi tages written by Thomas Audet and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'accélération laser plasma (ALP) est un mécanisme d'accélération de particules reposant sur l'interaction d'impulsions laser ultra-intenses, de l'ordre de quelques 10^{18} W/cm2, avec un plasma. L'onde plasma générée dans le sillage de l'impulsion laser est associée à des champs électriques de grande amplitude (1 - 100 GV/m). Ces champs électriques de trois ordres de grandeurs supérieurs aux champs maximums supportés dans les cavités radiofréquences des accélérateurs conventionnels constituent le principal point fort de l'ALP, permettant d'envisager des accélérateurs de particules plus compacts. Un important travail pour améliorer les propriétés des paquets d'électrons générés par ALP, leur stabilité et la cadence de tir est cependant nécessaire pour rendre l'ALP compétitive en termes d'applications.Un moyen d'améliorer les propriétés des faisceaux d'électrons consiste à les accélérer dans un régime faiblement non linéaire en plusieurs étapes successives : l'ALP multi-étages. La source laser-plasma d'électrons, ou injecteur, doit générer des paquets d'électrons d'énergie modeste (50 - 100 MeV), de charge la plus importante possible, de faible dimension et de faible divergence. Les électrons doivent alors être injectés dans un second étage purement accélérateur dont l'objectif est d'augmenter leur énergie cinétique.L'objet de cette thèse est le développement d'un injecteur laser plasma pour l'ALP multi-étages. Dans le cadre d'une collaboration autour de l'equipex CILEX et du programme d'ALP à deux étages, un prototype d'injecteur a été construit, ELISA, reposant sur une cellule de gaz de longueur variable. La densité électronique du plasma, qui est un paramètre crucial pour le contrôle du faisceau d'électrons, a été caractérisée à la fois expérimentalement et numériquement. ELISA a été utilisée sur deux installations laser différentes, et les mécanismes physiques déterminant les paramètres des paquets d'électrons produits par ELISA ont été étudiés en fonction des nombreux paramètres expérimentaux. Une gamme de paramètres pertinents pour un injecteur laser plasma a été déterminée.Une ligne de transport et diagnostic magnétique a également été construite, implantée et testée sur l'installation UHI100 du CEA Saclay, permettant à la fois de caractériser plus finement les propriétés des paquets d'électrons générés par ELISA, mais aussi d'évaluer la qualité des paquets d'électrons transportés pour l'injection dans un second étage.

Download or read book INTERACTION D UNE IMPULSION LASER ULTRA INTENSE AVEC UN PLASMA DENSE written by CATHERINE.. TOUPIN and published by . This book was released on 1999 with total page 275 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL ETAIT DE CARACTERISER LE CHAUFFAGE ET LE TRANSPORT DES ELECTRONS ET DES IONS LORS DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION LASER ULTRA-INTENSE AVEC UN PLASMA DENSE. LE PRINCIPAL OUTIL DE CETTE ETUDE EST LA SIMULATION NUMERIQUE, A BASE DE CODES CINETIQUES PARTICULAIRES. LORS DE L'INTERACTION, LES ELECTRONS DE LA SURFACE DE LA CIBLE SONT ACCELERES A DE HAUTES ENERGIES VERS L'INTERIEUR DE CELLE-CI. NOUS AVONS MONTRE QUE LES MECANISMES D'ACCELERATION ELECTRONIQUE DEPENDENT FORTEMENT DE LA DEFORMATION DU PROFIL DE DENSITE DUE AU MOUVEMENT IONIQUE. CE DERNIER A AUSSI ETE ETUDIE ET DIFFERENTS MECANISMES D'ACCELERATION ONT AINSI ETE CARACTERISES : ENFONCEMENT DE LA SURFACE DU PLASMA PAR LA PRESSION DE RAYONNEMENT DU LASER, ACCELERATION PAR CHOC ELECTROSTATIQUE OU PAR DEFERLEMENT D'UNE ONDE ACOUSTIQUE IONIQUE, ACCELERATION PAR LE CHAMP DE RAPPEL CREE PAR L'EXPULSION RADIALE DES ELECTRONS HORS DU CANAL LASER CREUSE DANS UN PLASMA FAIBLEMENT SURCRITIQUE. LES ELECTRONS ET LES IONS ACCELERES A LA SURFACE DU PLASMA PENETRENT A L'INTERIEUR DE LA CIBLE ET INTERAGISSENT AVEC CELLE-CI. LA COMPETITION ENTRE LA FOCALISATION DUE AU CHAMP MAGNETIQUE AUTO-GENERE PAR LE FORT COURANT ELECTRONIQUE ET L'EFFET DISPERSIF DES COLLISIONS A ETE ANALYSEE. DANS UN PLASMA HOMOGENE CHAUD, UN COURANT OPTIMAL POUR LEQUEL LA LONGUEUR DE PROPAGATION SANS DIFFUSION EST MAXIMALE EST AINSI OBTENU. NOUS AVONS AUSSI MONTRE QUE L'EFFET DE RAPPEL DU AU CHAMP ELECTRIQUE AUTO-GENERE EST PLUS IMPORTANT QUE LA FRICTION DUE AUX COLLISIONS. DANS UNE CIBLE DEUTEREE, LES IONS ACCELERES INTERAGISSENT AVEC LES IONS DE LA CIBLE ET PRODUISENT DES NEUTRONS. UNE FORTE CORRELATION ENTRE LE MODE D'ACCELERATION IONIQUE ET LA DISTRIBUTION ANGULAIRE ET ENERGETIQUE DES NEUTRONS PRODUITS A ETE AINSI MISE EN EVIDENCE.