Injection d'un laser à électrons libres

Gauche : vue du prototype de LEL sur LINAC SCSS (Spring8 Compact SASE Source, remerciements T. Hara). Le rayonnement harmonique à 160 nm, produit dans une chambre latérale, est combiné avec le faisceau d'électrons après une chicane magnétique.
Droite : Image bidimensionnelle du faisceau XUV à 160 nm (horizontal : longueur d'onde ; vertical : profil spatial), mesuré après une section onduleur (4m). De bas en haut : le rayonnement harmonique seul, le rayonnement LEL SASE en mode non injecté, le rayonnement LEL en mode injecté. L’énergie des impulsions LEL injecté (250 nJ) correspond à une forte amplification du SASE (gain 2780) et de l’harmonique injectée (gain 460). La longueur d'onde du LEL injecté est légèrement décalée vers le rouge, pour une même largeur spectrale ; la démonstration à 160 nm rend crédible l'injection du LEL à en bande large à courte longueur d’onde (en cours).

Collaborations : M.-E. Couprie et al., SOLEIL Synchrotron (St-Aubin, France)
T. Hara et al., SPring8 Compact SASE Source (SCSS), XFEL Project/RIKEN (Hyogo, Japon)
L. Giannessi et al., ENEA & INFN/LNF (Frascati, Italie)


Pour produire des impulsions ultra-courtes intenses dans le domaine XUV, les sources dites de 4ème génération pourraient exploiter la combinaison des sources par laser et par accélérateur. En collaboration avec le Synchrotron SOLEIL et l'équipe qui développe le prototype SCSS de Laser à Electrons Libres sur LINAC (SPring-8 Compact SASE Source, SPring-8/RIKEN, Japon, SASE pour Self-Amplified Spontaneous Emission), nous avons récemment injecté le rayonnement harmonique à 160 nm (5ème harmonique du laser Ti :saphir) dans la section amplificatrice du prototype [G. Lambert, T. Hara et al., Nature Phys. 4, 296 (2008)].

 

 

L'amplification a été démontrée à faible niveau d'injection (de l'ordre du nJ par impulsion), et conduit à des facteurs d'amplification élevés (~460 pour le rayonnement harmonique injecté, ~2800 pour le LEL SASE). La saturation de l'émission LEL est atteinte plus rapidement qu'en mode SASE. De plus, les propriétés spectrales du LEL injecté sont améliorées. Nous travaillons maintenant sur l'extrapolation à une longueur d'onde d'injection plus courte (60 nm). Le programme d'injection du LEL est également développé sur SPARC (collaboration ENEA et INFN/LNF, Frascati, projet PCRD7 EUROFEL); son objectif est de démontrer la génération des harmoniques du rayonnement injecté, en régime de fort gain (High Gain Harmonic Generation, HGHG).

 

Maj : 27/05/2013 (1210)

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