Gueladio Kane "Méthodes avancées de contrôle des lasers et d’optimisation des accélérateurs laser-plasma"
"Méthodes avancées de contrôle des lasers et d’optimisation des accélérateurs laser-plasma"
Résumé :
Cette thèse porte sur le développement de méthodes d’apprentissage automatique et d’outils de diagnostic pour un meilleur contrôle des accélérateurs laser-plasma. Dans un premier temps, l’obtention des premiers faisceaux d’électrons produits par l’injecteur laser-plasma PALLAS situé à IJCLAB est présentée. Les travaux se sont ensuite concentrés sur le développement de modèles substitutions numériques entraînés à partir de simulations Particle-In-Cell (PIC). Ces modèles permettent d’effectuer des prédictions rapides et constituent des outils utiles pour guider la recherche de points de fonctionnement optimaux. La thèse présente également l’utilisation d’une caméra multispectrale comme outil de diagnostic en intensité et en phase du faisceau laser. Une étude numérique quantifiant l’impact des déformations thermiques du compresseur optique sur la qualité du faisceau laser est également présentée.
Enfin, grâce à l’utilisation de ressources de calcul haute performance, des simulations PIC réalistes de l’accélérateur ont été réalisées.
"Advanced methods for laser control and optimisation of laser-plasma accelerators"
Abstract :
This thesis focuses on the development of machine learning methods and diagnostic tools for improved control of laser-plasma accelerators. First, the production of the first electron beams generated by the PALLAS laser-plasma injector at IJCLAB is presented. The work then focused on the development of surrogate numerical models trained on Particle-In-Cell (PIC) simulations. These models enable fast predictions and provide useful tools for guiding the search for optimal operating points.
The thesis also presents the use of a multispectral camera as a diagnostic tool for measuring the intensity and phase of the laser beam. A numerical study quantifying the impact of thermal deformations in the optical compressor on laser beam quality is also presented.
Finally, thanks to the use of high-performance computing resources, realistic PIC simulations of the accelerator were carried out.
Pr., Laboratoire de physique des gaz et des plasmas(LPGP)
- Arie IRMAN Rapporteur et examinateur
Dr., Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)
- Maxence THEVENET Rapporteur et examinateur
Dr., Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
- Stéphane SEBBAN Examinateur
Dr., Laboratoire d’optique appliquée (LOA)
- Maud BAYLAC Examinatrice
Dr., Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC)