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Univ. Paris-Saclay
Influence de l'évolution temporelle du plasma sur la propagation d'impulsions laser

Nous avons effectué des simulations numériques avec le 2D PIC Code Calder (coll. Erik Lefebvre/Rachel Nuter - CEA-DAM BIII) pour comprendre l'évolution temporelle de l'impulsion laser ultra-courte et à haute intensité dans le plasma. Tout d'abord, nous avons testé le code en simulant la propagation du laser dans les conditions d’une expérience réalisée par les collaborateurs de l'Université de Pise et avons pu décrire et interpréter une partie de leurs résultats expérimentaux. Il s’agissait d’étudier l'évolution temporelle de l'impulsion laser dans un plasma généré avec une intensité laser de 3.5x1018W/cm2 et Ne0 = 1019cm-3 (azote et l'argon plasma) [Giulietti 2013]. Nous avons isolé différentes contributions dominantes du plasma lors de la propagation, sur le spectre de l'impulsion laser (décalage vers le bleu et le rouge de l'impulsion laser en raison de l’auto-modulation par l'onde de plasma - décalage vers le bleu par le gradient de densité électronique décroissant).
Enfin, nous avons examiné les mêmes paramètres d'entrée («régime de la bulle" accessible avec UHI100laser - 100TW-25fs) que ceux correspondant à notre étude de l'émission betatron et nous avons décrit l'évolution temporelle de la propagation des impulsions laser dans le plasma.

 

 

Figure 1: composante Ey du champ sur l’axe de propagation laser (a) à t=8ps et (c) t=8.3ps et  respectivement (b) and (d) les cartes de densité électronique associées aux mêmes instants.

 

Nous avons rapporté, sur la figure1, la composante Ey du champ sur l'axe de propagation (a) à t = 8ps et la carte 2D électronique correspondante (b), et la même chose respectivement (c) et (d) à t = 8.3ps. Les oscillations de la cavité ionique (figure 3 (b) et d)), qui ont une influence sur les propriétés d'émission, sont corrélées à de fortes modifications de l'impulsion laser sur l'échelle de temps d'un cycle optique, privilégiant l'un ou l'autre laser cycle optique (en gras - sur la figure 3 (a) et (c)). C'est le résultat d'effets cumulés de la compression et de l’érosion de l'impulsion au cours de sa propagation dans le plasma.

References:

[Giulietti2013]  A. Giulietti, A. André, S. Dobosz Dufrénoy et al., to be published in PoP

[André2012] PhD thesis manuscript, 2012, Univ. Paris Sud

[Cippicia2011] S. Cippicia et al.,  Nat. Phys. (2011) 7 867

[Rousse2007] A. Rousse et al., Eur. Phys. Journal (2007) 45 391

[Ta Phuoc2006] K. Ta Phuoc, Phys. Rev. Lett. (2006) 97 225002

 
#2162 - Màj : 11/10/2018

 

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