Pierre Drobniak "Développement d'un prototype d'injecteur laser-plasma à 150 MeV"

mardi 19 déc. 2023, 10:00 → 12:00 Europe/Paris

100/-1-A900 - Auditorium Joliot Curie (IJCLab)

Lien de connexion / Link : https://ijclab.zoom.us/j/95307402281?pwd=SDVKd0czTFQ2eDRFQ3RHY09DemVBQT09

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"Développement d'un prototype d'injecteur laser-plasma à 150 MeV"

Résumé : 

Le travail de thèse traite du développement d’un prototype d'injecteur d’électron laser-plasma à 150 MeV. Partant de considérations inspirées de la littérature, deux séries de prototypes d'injecteurs laser-plasma basés sur le principe de l'injection par ionisation sont proposées. Le travail de thèse s’est focalisé sur l’étude et le développement de prototype de cibles constituées de cellule de gaz, cœur de l’injecteur,  permettant d’obtenir le plasma, l’injection et l’accélération d'électron par interaction avec un laser femtoseconde ultra intense de plusieurs dizaines de TeraWatt de puissance crête. Les caractéristiques fluides des  prototypes de cibles de gaz de l'injecteur sont modélisées par simulations fluides et validées expérimentalement à l’IJCLab. L’optimisation et l’étude de l’interaction laser-plasma, de l’injection et de l’accélération des électrons ont été réalisées grâce à des simulations PIC rapides sur supercalculateur. Des points de fonctionnement idéaux pour la génération de faisceaux d’électrons ont été identifiés. Une campagne expérimentale de production d'électrons au Laboratoire d'Optique Appliquée valide le comportement expérimental de la deuxième série de prototype d'injecteurs en conditions réelles.

"Development of a laser-plasma injector prototype at 150 MeV"

Abstract :

This PhD work reports on the development of a laser-plasma electron injector prototype at 150 MeV. Based on considerations inspired by the literature, two series of laser-plasma injector prototypes based on the principle of ionisation injection are proposed. The thesis work focused on the study and development of target prototypes consisting of a gas cell, the heart of the injector, allowing to obtain the plasma, injection and electron acceleration by interaction with an ultra-intense femtosecond laser of several tens of TeraWatt peak power. The fluid characteristics of the injector gas target prototypes are modelled using fluid simulations and validated experimentally at the IJCLab. The laser-plasma interaction, injection and electron acceleration were optimised and studied using fast PIC simulations on a supercomputer. Ideal operating points for electron beam generation were identified. An experimental electron production campaign at the Laboratoire d'Optique Appliquée has validated the experimental behaviour of the second series of injector prototypes under real conditions.