Un laser à électrons libres dans l’ultraviolet piloté par un accélérateur laser-plasma
Des chercheurs du groupe UPX du LOA ont contribué à une avancée majeure dans la technologie laser: un laser à électrons libres injecté dans l’ultraviolet (269 nm), et piloté par un faisceau d’électrons issu d’un accélérateur laser-plasma.
Ce projet de longue date a été dirigé par une équipe du Synchrotron Soleil, et la démonstration finale du laser à électrons libres a été faite au Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, en Allemagne.
Pendant une première campagne d’expériences en «salle jaune» au LOA, les méthodes de transport du faisceau d’électrons, la génération du rayonnement ondulatoire, la génération du «seed» UV, ainsi que des diagnostiques du faisceau ont été largement testés et optimisés (publié ici et ici). Diverses méthodes permettant d’obtenir le chevauchement 3D entre le «seed» et le faisceau d’électrons ont également été testées et adaptées pour l’environnement spécifique de l’accélération laser-plasma.
Utiliser un accélérateur laser-plasma pour un laser à électrons libres a été un objectif de la communauté de la physique des accélérateurs avancés depuis 15 ans – un objectif qui est désormais atteint. Une équipe chinoise y est également arrivée récemment : [W. Wang et al., Free-electron lasing at 27 nanometres based on a laser wakefield accelerator. Nature 595, 516–520 (2021)]. Par rapport à leur résultat à plus basse longueur d’onde (27 nm) dans l’ultraviolet extrême, le laser à électrons libres démontré ici est injecté, et permet ainsi d’obtenir une meilleure cohérence et profiles temporels et spectraux.
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