Forte augmentation de l’énergie et du flux de la source X Betatron du LOA
Les sources de rayonnements X « Betatron » produites lors de l’interaction laser-plasma reproduisent le principe d’un synchrotron à l’échelle millimétrique. Le rayonnement X est produit par des électrons accélérés jusqu’à des vitesses relativistes et oscillants dans le sillage d’une impulsion laser intense se propageant dans un gaz, généralement de l’helium.
En plus d’être compactes, ces sources sont à la fois femtoseconde et ont un spectre large. Toutefois, malgré ces propriétés uniques, le flux et l’énergie de ces sources, lorsqu’elles sont produites avec des lasers Terawatt, restent trop faibles comparés aux sources synchrotron. Cela limite considérablement leur domaine d’applications.
Dans un article récemment publié dans la revue Physical Review X, nous démontrons une nouvelle méthode qui permet d’augmenter simplement l’efficacité de la source. Nous montrons que des modulations de densité dans le gaz permettent de manipuler les trajectoires des électrons relativistes. Nous avons ainsi pu optimiser la production de rayonnement X et augmenter l’énergie de la source d’un ordre de grandeur. L’énergie de la source Betatron au LOA dépasse désormais 10 keV. Elle devient donc un outil particulièrement interessant pour les études de dynamiques atomiques et moléculaires ultra-rapides.
[1] « Hard X Rays from Laser-Wakefield Accelerators in Density Tailored Plasmas » ; M. Kozlova, I. Andriyash, J. Gautier, S. Sebban, S. Smartsev, N. Jourdain, U. Chulagain, Y. Azamoum, A. Tafzi, J.-P. Goddet, K. Oubrerie, C. Thaury, A. Rousse, and K. Ta Phuoc, Phys. Rev. X 10, 011061 (2020).
