La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Reproductibilité de faisceaux d'électrons générés par accélération sillage laser dans des tubes capillaires F. G. Desforges 1, M. Hansson 2, J. Ju 1, L.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Reproductibilité de faisceaux d'électrons générés par accélération sillage laser dans des tubes capillaires F. G. Desforges 1, M. Hansson 2, J. Ju 1, L."— Transcription de la présentation:

1 Reproductibilité de faisceaux d'électrons générés par accélération sillage laser dans des tubes capillaires F. G. Desforges 1, M. Hansson 2, J. Ju 1, L. Senje 2, S. Dobosz-Dufrénoy 3, A. Persson 2, T. L. Audet 1, O. Lundh 2, C.-G. Wahlström 2 and B. Cros 1. 1 Laboratoire de Physique des Gaz et Plasmas, CNRS-Université Paris-Sud, France 2 Department of Physics, Lund University, Sweden 3 Service des Photons, Atomes et Molécules, CEA Saclay, France

2 Quantifier la reproductibilité des faisceaux délectrons générés/accélérés par sillage laser dans des tubes capillaires, Objectifs du Travail 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013

3 Quantifier la reproductibilité des faisceaux délectrons générés/accélérés par sillage laser dans des tubes capillaires, Identifier les sources de fluctuations des propriétés des électrons, Objectifs du Travail 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013

4 Quantifier la reproductibilité des faisceaux délectrons générés/accélérés par sillage laser dans des tubes capillaires, Identifier les sources de fluctuations des propriétés des électrons, Etudier le rayonnement X bêtatron associé. Objectifs du Travail 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013

5 Quantifier la reproductibilité des faisceaux délectrons générés/accélérés par sillage laser dans des tubes capillaires, Identifier les sources de fluctuations des propriétés des électrons, Etudier le rayonnement X bêtatron associé. Objectifs du Travail 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Objectif LONG TERME : Développer une source laser-plasma stable de faisceaux délectrons.

6 Plan de lExposé 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Injection & Accélération délectrons du plasma par sillage laser

7 Plan de lExposé 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Injection & Accélération délectrons du plasma par sillage laser Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire

8 Plan de lExposé 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Injection & Accélération délectrons du plasma par sillage laser Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire Expériences au LLC: Stabilité Electrons Relation Laser / Electron

9 Injection & Accélération délectrons du plasma par sillage laser Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire Expériences au LLC: Stabilité Electrons Relation Laser / Electron Plan de lExposé 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013

10 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 W. Lu et al., Physical Review Special Topics – Accelerators and beams 10, (2007) Injection & Accélération des Electrons LASER

11 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 W. Lu et al., Physical Review Special Topics – Accelerators and beams 10, (2007) LASER Injection & Accélération des Electrons Compression et Auto- focalisation de limpulsion,

12 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 W. Lu et al., Physical Review Special Topics – Accelerators and beams 10, (2007) LASER Injection & Accélération des Electrons Compression et Auto- focalisation de limpulsion, Expulsion des e - : création dune bulle composée dions,

13 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 W. Lu et al., Physical Review Special Topics – Accelerators and beams 10, (2007) Injection & Accélération des Electrons Compression et Auto- focalisation de limpulsion, Expulsion des e - : création dune bulle composée dions, Electrons auto-injectés à larrière de la bulle par le champ accélérateur focalisant,

14 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 W. Lu et al., Physical Review Special Topics – Accelerators and beams 10, (2007) Injection & Accélération des Electrons Compression et Auto- focalisation de limpulsion, Expulsion des e - : création dune bulle composée dions, Electrons auto-injectés à larrière de la bulle par le champ accélérateur focalisant, Beam loading : Larrière de la bulle est modifiée par linjection délectrons, stoppant linjection.

15 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire

16 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Entrée Laser Sortie Laser Guide Laser Fentes dentrée de gaz Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire

17 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire Entrée Laser Sortie Laser Guide Laser Fentes dentrée de gaz Paramètres du capillaire : Diamètre interne : µm, Longueur : mm, Gaz : H 2 avec / sans impuretés (Ar, N 2 ), Pression réservoir : mbar avec contrôle de la densité.

18 Paramètres du capillaire : Diamètre interne : µm, Longueur : mm, Gaz : H 2 avec / sans impuretés (Ar, N 2 ), Pression réservoir : mbar avec contrôle de la densité. 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Contrôle de linjection, effets de linteraction laser-plasma sur de longues distances, … Guide Laser & Confinement du Gaz : Tube Capillaire Entrée Laser Sortie Laser Guide Laser Fentes dentrée de gaz

19 Campagne Expérimentale au Lund Laser Centre (LLC) 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Expériences sur linstallation Laser du Lund Laser Centre (Suède) en Décembre 2012 / Janvier 2013,

20 Campagne Expérimentale au Lund Laser Centre (LLC) 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Expériences sur linstallation Laser du Lund Laser Centre (Suède) en Décembre 2012 / Janvier 2013, Propriétés Laser Longueur donde λ0,8 μm Energie E avant compresseur 1,3 J au foyer sous vide 0,8 J Durée dimpulsion τ40 fs Puissance sur cible P18 TW Waist w 0 17 μm Longueur focale f0,76 m Intensité I3, W/cm 2

21 Campagne Expérimentale au Lund Laser Centre (LLC) 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Expériences sur linstallation Laser du Lund Laser Centre (Suède) en Décembre 2012 / Janvier 2013, Laser contrôlé en pointé (φ 4 µrad), Propriétés Laser Longueur donde λ0,8 μm Energie E avant compresseur 1,3 J au foyer sous vide 0,8 J Durée dimpulsion τ40 fs Puissance sur cible P18 TW Waist w 0 17 μm Longueur focale f0,76 m Intensité I3, W/cm 2

22 Campagne Expérimentale au Lund Laser Centre (LLC) 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Expériences sur linstallation Laser du Lund Laser Centre (Suède) en Décembre 2012 / Janvier 2013, Laser contrôlé en pointé (φ 4 µrad), Capillaire : 178 µm, 10 mm, Propriétés Laser Longueur donde λ0,8 μm Energie E avant compresseur 1,3 J au foyer sous vide 0,8 J Durée dimpulsion τ40 fs Puissance sur cible P18 TW Waist w 0 17 μm Longueur focale f0,76 m Intensité I3, W/cm 2

23 Campagne Expérimentale au Lund Laser Centre (LLC) 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Expériences sur linstallation Laser du Lund Laser Centre (Suède) en Décembre 2012 / Janvier 2013, Laser contrôlé en pointé (φ 4 µrad), Capillaire : 178 µm, 10 mm, Densité électronique de H 2 : (10 ± 2) x cm -3. Propriétés Laser Longueur donde λ0,8 μm Energie E avant compresseur 1,3 J au foyer sous vide 0,8 J Durée dimpulsion τ40 fs Puissance sur cible P18 TW Waist w 0 17 μm Longueur focale f0,76 m Intensité I3, W/cm 2

24 Dispositif Expérimental 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013

25 Dispositif Expérimental 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013

26 Dispositif Expérimental 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Stabilité laser de 2% en énergie et durée dimpulsion

27 Caractérisation des Faisceaux dElectrons 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide 8,5 mm 100 tirs consécutifs, électrons à chaque tir, Image typique du LANEX :

28 Caractérisation des Faisceaux dElectrons 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide 8,5 mm Propriétés analysées : -Q tot, -Q(E), -Q(θ), -, -E max, -θ(E), -. Propriétés analysées : -Q tot, -Q(E), -Q(θ), -, -E max, -θ(E), tirs consécutifs, électrons à chaque tir, Image typique du LANEX :

29 Stabilité de la Charge / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide 8,5 mm GraphE (MeV)Q (a) > 4066 pC ± 11 % pC ± 25 % (b) pC ± 23 % (c) pC ± 12 % (d)> pC ± 23 %

30 Stabilité de la Charge / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide 8,5 mm Diminution de la charge totale, Modification de la répartition des charges en énergie. GraphE (MeV)Q (a) > 4066 pC ± 11 % pC ± 25 % (b) pC ± 23 % (c) pC ± 12 % (d)> pC ± 23 % 45 – 55 MeV 40 – 45 MeV 55 – 100 MeV > 100 MeV > 40 MeV

31 Stabilité de la Charge / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide 8,5 mm Diminution de la charge totale, Modification de la répartition des charges en énergie. GraphE (MeV)Q (a) > 4066 pC ± 11 % pC ± 25 % (b) pC ± 23 % (c) pC ± 12 % (d)> pC ± 23 % 45 – 55 MeV 40 – 45 MeV 55 – 100 MeV > 100 MeV > 40 MeV Conclusion : Un contrôle précis de lénergie laser est nécessaire. Conclusion : Un contrôle précis de lénergie laser est nécessaire. Diminution énergie laser de 10%

32 Stabilité en Energie / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide = 65 MeV +/- 9% E max = 120 MeV +/- 10%

33 Stabilité de la Divergence / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide

34 Stabilité de la Divergence / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide

35 Stabilité de la Divergence / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide = 9 mrad +/- 14 %, Diminution de la divergence corrélée à lénergie laser.

36 Stabilité du Pointé / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Retrait du spectromètre 1cm Après 40 cm de propagation sous vide

37 Stabilité du Pointé / 100 Tirs 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF cm Après 40 cm de propagation sous vide Retrait du spectromètre σ 2,3 mrad ( 17 % de FWHM ) ou après 40 cm de propagation sous vide : σ X,Y 450 µm

38 Verrouillage du pointé laser & Propriétés des Electrons 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Pointé laser Charge QEnergie maximale E max Divergence FWHM Verrouillé40 pC ± 18%125 MeV ± 9%23 mrad ± 27% Déverrouillé18 pC ± 63%120 MeV ± 13 %19 mrad ± 47% Tube capillaire : 152 µm, 20 mm Densité électronique : (13 ± 2) x cm -3

39 Verrouillage du pointé laser & Propriétés des Electrons 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Tube capillaire : 152 µm, 20 mm Densité électronique : (13 ± 2) x cm -3 Détérioration prématurée du capillaire Pointé laser Charge QEnergie maximale E max Divergence FWHM Verrouillé40 pC ± 18%125 MeV ± 9%23 mrad ± 27% Déverrouillé18 pC ± 63%120 MeV ± 13 %19 mrad ± 47%

40 Verrouillage du pointé laser & Propriétés des Electrons 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Tube capillaire : 152 µm, 20 mm Densité électronique : (13 ± 2) x cm -3 Détérioration prématurée du capillaire AVANT Pointé laser Charge QEnergie maximale E max Divergence FWHM Verrouillé40 pC ± 18%125 MeV ± 9%23 mrad ± 27% Déverrouillé18 pC ± 63%120 MeV ± 13 %19 mrad ± 47%

41 Verrouillage du pointé laser & Propriétés des Electrons 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Tube capillaire : 152 µm, 20 mm Densité électronique : (13 ± 2) x cm -3 Détérioration prématurée du capillaire APRES Pointé laser Charge QEnergie maximale E max Divergence FWHM Verrouillé40 pC ± 18%125 MeV ± 9%23 mrad ± 27% Déverrouillé18 pC ± 63%120 MeV ± 13 %19 mrad ± 47%

42 Conclusion 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Pour produire des faisceaux reproductibles délectrons par sillage laser dans des tubes capillaires, il est nécessaire de : Contrôler précisément lénergie laser, Verrouiller le pointé laser. Verrouillage du pointé laser augmente la durée de vie des tubes capillaires.

43 Conclusion 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Etude statistique des propriétés de faisceaux délectrons générés par sillage laser dans des tubes capillaires pour 100 tirs laser consécutifs : Point de départ pour le projet ELISA… Propriétés électrons std( X ) Q96 pC17% 65 MeV9 % E max 120 MeV10 % FWHM 9 mrad14 % σ / 2,3 mrad

44 16/10/2013F. Desforges & al., ROSCOFF 2013 Merci pour votre attention Des questions?


Télécharger ppt "Reproductibilité de faisceaux d'électrons générés par accélération sillage laser dans des tubes capillaires F. G. Desforges 1, M. Hansson 2, J. Ju 1, L."

Présentations similaires


Annonces Google