Particules sources with high-intensity lasers: A tool for plasma diagnostics and an inovative source for applications. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

Particules sources with high-intensity lasers: A tool for plasma diagnostics and an inovative source for applications.

Sources de particules avec des lasers de haute intensité: un outil pour les diagnostics plasma et une source innovante pour les applications.

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Abstract

This PhD dissertation is an experimental and theoretical study of particle generation by relativistic laser plasma interactions. In the first part of this manuscript, different mechanisms for neutron, electron as well as proton generation are presented and discussed for underdense and overdense plasmas. The second part is devoted to neutron generation by D(d,n)3He reactions as a diagnostic for the plasma ion temperature. The generation of an electron beam generated in the newly described "forced laser wakefield" regime is the issue for the third part. It is shown experimentally as well as theoretically that the utilization of a compact laser can result in an energetic and high quality electron beam. The last part shows that the same laser system can be implemented to generate a proton beam and that different acceleration mechanisms can yield in a proton beam. For any of the described particles several applications for accelerator physics, medical physics and the generation of secondary X rays will be discussed.
Cette thèse de doctorat s'intègre dans le cadre des études tant expérimentales que théoriques sur la production et l'accélération de faisceaux de particules par interaction laser plasma en régime relativiste. Dans la première partie de ce mémoire, les différents mécanismes physiques à l'origine de la production de neutrons, d'électrons et de protons sont passés en revue et discutés. La deuxième partie s'intéresse à la production de neutrons par la réaction D(d,n)3He utilisée comme diagnostic de la température ionique d'un plasma sous dense. Lors de la production de faisceaux d'électrons à partir d'un faisceau laser ultra-court focalisé sur un jet de gaz, un nouveau régime d'accélération, le "sillage forcé", a été mis en évidence. Cette étude fait l'objet de la troisième partie. Il a été montré expérimentalement et théoriquement que l'utilisation d'un laser compact peut produire un faisceau d'électrons très énergétiques et de bonne qualité. La dernière partie est consacrée à la génération de faisceaux de protons avec une cible solide et mince à partir de la même chaîne laser. Pour chaque type de sources de particules, plusieurs applications sont discutées dans les domaines de la physique des accélérateurs, pour la physique médicale et pour la génération de rayonnement X par des processus secondaires.
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Dates and versions

pastel-00000745 , version 1 (21-07-2010)

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  • HAL Id : pastel-00000745 , version 1

Cite

Sven Fritzler. Sources de particules avec des lasers de haute intensité: un outil pour les diagnostics plasma et une source innovante pour les applications.. Physique [physics]. Ecole Polytechnique X, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00000745⟩
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