Rayonnement synchrotron base sur l'interaction laser-plasma en regime relativiste

Overview & Synopsis

Lors de l'interaction entre un laser femtoseconde ultra intense (50 TW) et un jet de gaz, des electrons du plasma peuvent etre pieges et acceleres par sillage laser dans une cavite ionique. Au cours de leur acceleration, ils effectuent egalement des oscillations transverses et, comme dans un synchrotron mais a petite echelle, ces electrons en mouvement vont produire un faisceau de rayons X polychromatiques et ultrabrefs, le rayonnement Betatron. Apres la mise en evidence experimentale de ce mecanisme en 2004, l'objectif de la these a ete de caracteriser spectralement et spatialement la source. Ces etudes ont egalement permis de determiner les proprietes des trajectoires electroniques dans la cavite. Apres un bref rappel des proprietes theoriques de la source X-Betatron, la caracterisation experimentale du rayonnement X et des trajectoires electroniques est presentee. Trois spectrometres ont ete developpes pour caracteriser le spectre de la source X-Betatron entre 1 et 10 keV : un spectrometre a filtres et deux spectrometres a cristaux haute resolution. Trois methodes experimentales, reposant sur les proprietes spectrales et spatiales de la source, ont permis de caracteriser les trajectoires electroniques dans la cavite acceleratrice. Cette source de rayons X ouvre des perspectives nouvelles dans le domaine des applications. Sa polychromaticite permettra notamment de realiser des experiences d'absorption X resolues en temps a l'echelle femtoseconde.