Electrons de haute qualité produits par acceleration laser plasma pour rayonnement onduleur et laser à électrons libres.

par Driss Oumbarek Espinos

Projet de thèse en Physique des accélérateurs

Sous la direction de Marie-Emmanuelle Couprie.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec l'Université d'Osaka , dans le cadre de École doctorale Particules, Hadrons, Énergie, Noyau, Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Synchrotron SOLEIL - Division Sciences de la matière (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 05-03-2018 .


  • Résumé

    Le travail de thèse portera sur l'étude d'électrons accélérés par interaction laser plasma (LPA) avec une qualification par la production de rayonnement onduleur ou laser à électrons libres (LEL). Avec l'équipe de l' université d' Osaka, l'étudiant travaillera sur l'optimisation d'une accéleration à deux étages pour améliorer la charge, la qualité du faisceau et le transport avec e configuration LPA injecteur booster développée à l'université d'Osaka, et installée à, SPring-8, dans le cadre du projet ImPACT. En particulier, l'étudiant travaillera sur les optiques plasma, en visant d'atteindre une accélération au GeV, et sur la modélisation de l'interaction laser plasma par des codes 2Det 3D sous la supervision d' A. Zhidkov. Il prendra une part active au travail expérimental sur l'accélération laser plasma avec en particulier la caractérisation des électrons, sous la supervision de T. Hosokai. En parallèle, l'étudiant considèrera l'utilisation du faisceau produit pour l'observation du rayonnement onduleur, in particulier dans le cas d'un onduleur à aimants permanents de 4 mm de période développé à KEK. Il explorera aussi les possibilités ouvertes vers les applications LEL. Avec l'équipe de Paris-Saclay (gourpe de M. E. Couprie), il rejoindra le travail sur la ligne COXINEL (ERC Advanced Grant) actuellement développée en France. Cette ligne focalise les électrons LPA avec des quadrupoles à aimants permanents, elle les trie en énergie dans une chicane magnétique avant qu'ils n'arrivent dans un onduleur sous vide. L'étudiant travaillera sur la caractérisation des électrons, l'optimisation du transport des électrons dans l'onduleur. Il mettra à profit sa connaissance de modélisation faisceau LPA à l'expérience COXINEL. Il participera aussi aux calculs LEL dans le cadre du programme EuPRAXIA European design studies (SOLEIL membre, IMPACT : membre associé) pour une installation test de LEL implanté sur LPA.

  • Titre traduit

    High Quality laser driven electron beams for undulator and free electron laser radiation


  • Résumé

    The PhD work will concern the study of high quality electron from laser plasma acceleration for a qualification by an undulator radiation and free electron laser application. With the Osaka University team, the student will work optimization of a two stages electron beam acceleration to improve charge, beam quality and transport with an injector booster laser plasma acceleration set up developed at Osaka University and implemented at SPring-8, in the frame of the ImPACT project. In particular, the PhD student will work on the plasma optics, aiming at GeV-class electron acceleration and on the beam laser plasma interaction modelling via 2D and 3D codes under the supervision of A. Zhidkov. He will take an active part in the experimental work for the laser plasma acceleration, including the electron beam characterization, under the supervision of T. Hosokai. In parallel, the student will consider the use of the produced beam to the observation of undulator radiation, in particular in the case of the 4 mm period permanent magnet undulator developed at KEK. He will also explore the possibilities towards Free Electron Laser applications. With the Paris-Saclay team (in the group of M. E. Couprie), he will join part of the work on the COXINEL (ERC Advanced Grant) test line presently developed in France, using laser plasma electrons, refocused by permanent magnet quadrupoles, then sorted in energy in a magnetic chicane before entering an in-vacuum undulator. The student will work on the electron characterisation, the electron beam transport optimisation through the undulator. He will apply his knowledge on beam modelling to the COXINEL experiment. He will participate also to Free Electron Laser calculations in the case of the EuPRAXIA European design studies (SOLEIL member, IMPACT : associated member) for a test facility of plasma based accelerator Free Electron Laser test facility.