Interaction laser-plasma ultra-intense ? densit? proche-critique pour l'acc?l?ration d'ions.

Résumé : L'interaction d'un laser ultra-intense et ultra-court avec la mati?re donne naissance ? une grande vari?t? de processus issus du couplage des ondes ?lectromagn?tiques associ?es au laser avec les modes du plasma. Ce couplage hautement non-lin?aire excite des ph?nom?nes plasmas collectifs capables de produire des champs intenses pouvant atteindre le TV/m. Ces champs ouvrent la possibilit? de r?aliser des acc?l?rateurs de particules compacts, aussi bien d'?lectrons que d'ions. Des sources laser-plasma d'ions de plusieurs dizaines de MeV ont ?t? d?montr? au d?but des ann?es 2000 et de nombreux m?canismes ont ?t? sugg?r?s depuis afin d'en am?liorer les propri?t?s. Historiquement, les sources d'ions par laser ont ?t? obtenues ? partir de cibles solides d?tes sur-denses. L?innovation sur les cibles a ?t? un moteur majeur de l?am?lioration de ces sources. Dans la continuit? de cette dynamique, l?utilisation de cibles gazeuses a ?t? propos? afin d?all?ger les contraintes de contraste laser et de taux de r?p?tition. De r?centes d?monstrations exp?rimentales sont venus renforcer l?int?r?t pour ces cibles, d?tes sous-denses ou proche critiques, dont la valeur est propice ? la propagation, ? l?absorption du laser et ? la cr?ation de structures acc?l?ratrices que sont les chocs plasmas et les vortex magn?tiques. Les travaux pr?sent?s dans cette th?se constituent une exploration exp?rimentale des param?tres plasmas n?cessaires ? l?acc?l?ration d?ions dans des cibles gazeuses de densit? proche-critique. Pour la premi?re fois ces r?gimes sont explor?s avec un laser ultra-intense femtoseconde de 150TW. Une partie des travaux a ?t? consacr?e ? la r?alisation d?une cible innovante, adapt?e aux contraintes de densit? et de gradients plasma requises par ces r?gimes. Suivent, les travaux exp?rimentaux d?crivant la propagation du laser et l?acc?l?ration d??lectrons dans des cibles proche-critiques. Enfin une derni?re partie d?crit la production d?un faisceau d?atome issue d?une source d?ion laser.
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Thèse
Physique [physics]. Université Paris-Saclay, 2016. Français. 〈NNT : 2016SACLX058〉
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Soumis le : mardi 23 janvier 2018 - 14:06:10
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Florian Mollica. Interaction laser-plasma ultra-intense ? densit? proche-critique pour l'acc?l?ration d'ions.. Physique [physics]. Université Paris-Saclay, 2016. Français. 〈NNT : 2016SACLX058〉. 〈tel-01690793〉

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