Laboratoire d'Optique Appliquée

Date

Mai 11 2022
Expiré!

Heure

14 h 00 min

Génération d’impulsions laser proches du cycle optique en durée pour l’interaction laser-matière relativiste à haute cadence

Cette thèse expérimentale s’est déroulée au Laboratoire d’Optique Appliquée (Palaiseau, France) sur un système laser capable de générer des impulsions proches du cycle optique en durée avec des énergies des plusieurs mJ à une cadence de 1 kHz : la Salle Noire. Grâce à ce système, nous étudions l’interaction laser-matière en régime relativiste à haute cadence. Nous parvenons, d’une part, dans des jets de gaz, à accélérer des électrons dans le sillage du laser jusqu’ à une énergie de quelques MeV ; et d’autre part, par interaction avec des miroirs plasma, à générer des harmoniques d’ordres élevés qui sont associées dans le domaine temporel à des impulsions attosecondes. Malgré la prouesse technique de ces expériences, les propriétés des faisceaux XUV et d’électrons ainsi générés restent encore peu compatibles avec des applications phares en aval. L’objectif de cette thèse a été d’obtenir des faisceaux aux propriétés stables, ce qui a été accompli en rendant le système laser plus stable et fiable, ainsi qu’en implémentant une boucle de contrôle rapide de la phase enveloppe-porteuse des impulsions laser. En variant cette phase enveloppe-porteuse, nous avons notamment pu générer des impulsions attosecondes uniques en formant une porte temporelle d’intensité relativiste à la surface du miroir plasma, ainsi que produire des faisceaux d’électrons stables en énergie et en direction, en contrôlant l’injection d’électrons dans l’accélérateur laser-plasma. En outre, différents régimes d’interaction avec les miroirs plasma ont été étudiés expérimentalement, tels que l’accélération d’électrons dans les longs gradients de densité plasma, et l’accélération de protons en face avant de la cible, afin de mieux comprendre la dynamique d’interaction laser-plasma.