Laboratoire Francis PERRIN
URA CNRS-CEA 2453
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Injection d’un Laser à Electrons Libres : Exemples de UVSOR-II, SPARC et perspectives pour ARC-EN-CIEL Thèses ou HDR SPAM
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19/09/2008 à 10h30
Amphi. Synchrotron Soleil Orme des Merisiers
Marie LABAT
Le Laser à Electrons Libres (LEL) est une source de rayonnement intense couvrant une gamme spectrale allant de l’infrarouge aux rayons X. Le milieu amplificateur d’un LEL est constitué d’électrons relativistes produits par un accélérateur circulaire (anneau) ou linéaire (LINAC) et l’émission spontanée est obtenue par rayonnement synchrotron des particules chargées dans un champ magnétique périodique créé par un onduleur. En configuration injectée et simple passage, le processus d’amplification du LEL est initialisé à partir d’une source externe et la saturation est atteinte en un seul passage des électrons dans l’onduleur. Cette configuration permet l’obtention d’une source cohérente temporellement et spatialement au-delà de l’UV. Trois différentes configurations de LELs injectés sont présentées, permettant d’aborder des thématiques variées.
Le LEL d’UVSOR-II (Okazaki, Japon) est injecté par un laser Ti:Sa (800 nm, 130 fs, 10 kHz, 2.5 mJ), permettant de générer un rayonnement à 400, 266 et 200 nm. Des études d’optimisation et de caractérisation du rayonnement ont été menées, dont les résultats pourront être utilisés pour la conception des futurs LELs, dits de quatrième génération. Le LEL de SPARC (Frascati, Italie), prévu pour le printemps 2008, sera injecté par les harmoniques non linéaires 3, 5 et 7 d’un laser Ti :Sa (800 nm, 130 fs, 10 Hz, 2.5 mJ). L’enceinte prévue à cet effet a été conçue et réalisée au SPAM. Cette installation permettra de poursuivre la caractérisation des LELs injectés en régime de fort gain, et de valider plusieurs propositions originales encore non démontrées visant à réduire la longueur d’onde d’émission. Enfin, dans le cadre du projet de source de quatrième génération ARC-EN-CIEL, une campagne de simulation a permis de le dimensionnement des différents LELs envisagés. Ce travail a notamment révélé un nouveau régime de propagation des impulsions LELs, pouvant fortement perturber les propriétés attendues de cohérence des sources.