Electron bunch diagnostics for laser-plasma accelerators, from THz to X-rays - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2011

Electron bunch diagnostics for laser-plasma accelerators, from THz to X-rays

Diagnostiques de paquets d'électrons produits par interaction laser-plasma, du THz au rayons X

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Abstract

This thesis presents a series of single-shot non-intrusive diagnostics of key attributes of electron bunches produced by a laser-plasma accelerator (LPA). Three injection mechanisms of the LPA are characterized: channeled and self-guided self-injection, plasma down-ramp injection, and two-beam colliding pulse injection. New diagnostic techniques are successfully demonstrated: up to 8 times higher sensitivity wavefront sensor-based plasma density measurements, strong spatiotemporal coupling of the focused THz pulse is demonstrated using the temporal electric-field cross-correlation (TEX) of a long chirped probe with a short probe and confirms the two-component structure of the bunch observed by electron spectrometry, and normalized transverse emittances as low as 0.1 mm mrad are demonstrated for 0.5 GeV-class beams produced in a capillary-guided LPA by characterizing the betatron radiation emitted by the electrons inside the plasma using a new single-shot X-ray spectroscopy technique.
Cette thèse présente une série de diagnostiques tir-par-tir non invasifs pour des paquets d'électrons produits par un accélérateur laser-plasma (LPA). Trois phénomènes d'injection du LPA sont caractérisés : auto-injection canalisée et autoguidée, injection dans une rampe plasma et injection par collision de pulses laser. De nouvelles techniques sont démontrées : simplification des mesures de densité en utilisant un détecteur de front d'onde multiplie la sensitivité par 8, le fort couplage spatiotemporel du pulse THz focalisé est démontré par convolution des champs électriques (TEX) de deux pulses sondes et confirme la double structure du paquet observée avec le spectromètre à électrons, et des émittances transverses normalisées de 0.1 mm mrad sont démontrées pour des électrons de 0.5 GeV produits dans un LPA à capillaire en caractérisant la radiation bétatron émise par les électrons à l'intérieur du plasma en utilisant une nouvelle technique de spectrométrie X tir-par-tir.
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Dates and versions

pastel-00682452 , version 1 (17-04-2012)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00682452 , version 1

Cite

Guillaume Plateau. Electron bunch diagnostics for laser-plasma accelerators, from THz to X-rays. Plasma Physics [physics.plasm-ph]. Ecole Polytechnique X, 2011. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00682452⟩
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