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Controle Et Metrologie De La Generation Dharmoniques Sur Miroir Plasma
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Book Synopsis Contrôle et métrologie de la génération d'harmoniques sur miroir plasma by : Sylvain Monchocé
Download or read book Contrôle et métrologie de la génération d'harmoniques sur miroir plasma written by Sylvain Monchocé and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lorsqu'on focalise une impulsion laser femtoseconde ultraintense à très haut contraste sur une cible solide, le champ laser au foyer est suffisamment important pour ioniser la surface durant le front montant de l'impulsion et former un plasma. Au sein de ce plasma s'établit un gradient de densité résultant de l'expansion hydrodynamique du plasma. Ce plasma très dense, réfléchit le faisceau laser incident dans la direction spéculaire: on parle alors de miroir plasma. Comme l'interaction entre le laser et le miroir plasma est fortement non-linéaire, cela conduit à la génération d'harmoniques d'ordre élevé dans le faisceau réfléchi. Dans le domaine temporel, ce spectre d'harmonique est associé à un train d'impulsions attosecondes. Les objectifs de ma thèse étaient de contrôler expérimentalement cette génération d'harmoniques et d'en mesurer toutes les propriétés. Nous nous sommes intéressés dans un premier temps, à l'optimisation du signal harmonique, puis à la caractérisation spatiale en champ lointain du faisceau harmonique (divergence des harmoniques).Si la caractérisation et le contrôle de ces propriétés sont des points importants pour le développement de la source, ces résultats permettent également une meilleure compréhension de l'interaction laser-plasma à ultra-haute intensité. Ils nous ont notamment permis d'obtenir des informations cruciales sur les dynamiques électronique et ionique du plasma, démontrant ainsi qu'il est possible d'utiliser les harmoniques comme un diagnostic de l'interaction laser-plasma.Nous introduisons également une méthode complètement optique permettant de structurer un plasma in-situ. En tirant partie des propriétés de l'expansion d'un plasma, nous avons pu créer in-situ des réseaux plasmas transitoires, que nous avons ensuite exploités pour réaliser les premières mesures ptychographiques à des intensités de 10^19W/cm^2, permettant de mesurer entièrement, pour la première fois, les propriétés spatiales des harmoniques (taille de source et phase) dans le plan de leur génération.
Book Synopsis Génération d'harmoniques d'ordre élevé sur miroir plasma by : Hervé George
Download or read book Génération d'harmoniques d'ordre élevé sur miroir plasma written by Hervé George and published by . This book was released on 2010 with total page 172 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lorsqu'un faisceau laser de forte puissance est focalisé sur une cible solide, cette dernière est rapidement ionisée en surface, et forme un plasma dense qui réfléchit le champ incident. Pour des éclairements lasers supérieurs à quelques 10 puissance 15 Wcm-2, cette réflexion peut s'accompagner de la génération d'harmoniques d'ordre élevé de la fréquence laser, associées dans le domaine temporel à un train d'impulsions attosecondes (1 as = 10 puissance -18 s). Au cours de cette thèse, nous avons développé des diagnostiques numériques qui apportent un éclairage nouveau sur les mécanismes de génération d'harmoniques dans trois régimes d'interaction distincts : l'émission cohérente de sillage, l'émission relativiste et l'absorption résonante. Nous avons alors mis en lumière le rôle de ces mécanismes dans le cas particulier où la cible est une feuille mince (épaisseur de l'ordre de 100 nm). Ensuite, nous étudions expérimentalement les propriétés spectrales, spatiales et de cohérence mutuelle des rayonnements harmoniques émis. Nous illustrons comment nous pouvons extraire de ces mesures une information sur la dynamique du miroir plasma aux échelles de temps femtoseconde et attoseconde. Enfin, nous proposons une technique de mesure complète, en un seul tir laser, de la structure temporelle du rayonnement harmonique issu de l'interaction laser miroir plasma.
Book Synopsis Miroirs et réseaux plasmas en champs lasers ultra-intenses by : Adrien Leblanc
Download or read book Miroirs et réseaux plasmas en champs lasers ultra-intenses written by Adrien Leblanc and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lors de la focalisation d'un laser femtoseconde ultra-intense [I>1016W/cm2] sur une cible solide, dès le début de l'impulsion le champ laser est suffisant pour totalement ioniser la surface de la cible. Le reste de l'impulsion est ensuite réfléchi dans la direction spéculaire par le plasma dense ainsi créé : c'est un miroir plasma. Le champ laser ultra-intense peut accélérer les électrons au sein du plasma à des vitesses relativistes. Certains sont éjectés vers le vide et ces miroirs plasmas sont ainsi des sources de faisceaux d'électrons énergétiques. De plus, ils rayonnent dans l'extrême ultra-violet (XUV) à chaque période laser, ce qui se traduit par de la génération d'harmoniques d'ordre élevé de la pulsation laser. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre l'interaction laser-plasma sur miroirs plasmas à l'aide de la caractérisation de ces deux observables physiques qui en sont issues : les faisceaux d'électrons relativistes et les faisceaux d'harmoniques d'ordre élevé. Une première partie traite de la mesure des faisceaux harmoniques. Du fait des conditions physiques extrêmes d'interaction, la détection ne peut se faire qu'à une distance macroscopique de la cible. Ainsi la caractérisation des propriétés angulaires de ces faisceaux (réalisée en fonction des conditions d'interaction au cours de travaux précédents) ne fournit que des informations partielles sur l'interaction en elle-même. La ptychographie, une technique de mesure par diffraction cohérente où une sonde est diffractée par un objet, est ici transposée à la génération d'harmoniques sur miroirs plasmas grâce à la micro-structuration optique du plasma à la surface de la cible. Les champs sources harmoniques sont ainsi reconstruits en amplitude et en phase spatiales directement dans le plan cible. Grâce à ces mesures dans différentes conditions d'interaction, des modèles théoriques analytiques d'interaction en régime non relativiste [I1018W/cm2] et relativiste [I1018W/cm2] développés précédemment sont validés expérimentalement. Une seconde partie de cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des propriétés angulaires et en énergie des faisceaux d'électrons relativistes issus des miroirs plasmas. Une étude théorique et numérique, permet de prouver que ces mesures sont la première observation claire de l'accélération d'électrons relativistes par laser dans le vide (VLA). Enfin, l'étude simultanée des efficacités de génération des faisceaux d'électrons et d'harmoniques montre une corrélation nette entre les deux processus en régime relativiste.
Book Synopsis Génération d’harmoniques d’ordres élevés sur miroir plasma by : Cédric Thaury
Download or read book Génération d’harmoniques d’ordres élevés sur miroir plasma written by Cédric Thaury and published by . This book was released on 2008 with total page 193 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: When an intense laser beam is focused on a solid target, its surface is rapidly ionized and forms a dense plasma that reflects the incident field. For laser intensities above few 1015Wcm-2, high order harmonics of the laser frequency, associated in the time domain to a train of attosecond pulses (1as = 10-18s), can be generated upon this reflection. Because such a plasma mirror can be used with arbitrarily high laser intensities, this process should eventually lead to the production of very intense pulses in the X-ray domain. In this thesis, we demonstrate that for laser intensities about 1019Wcm-2, two mechanisms can contribute to the generation of high order harmonics: the coherent wake emission and the relativistic emission. These two mechanisms are studied both theoretically and experimentally. In particular, we show that, thanks to very different properties, the harmonics generated by these two processes can be unambiguously distinguished experimentally. We then investigate the phase properties of the harmonic, in the spectral and in the spatial domain. Finally, we illustrate how to exploit the coherence of the generation mechanisms to get information on the dynamics of the plasma electrons.
