Etude de l'origine des instabilités spectrales dans un laser à électrons libres en régime compton

par Hervé Delbarre

Thèse de doctorat en Physique. Lasers, molécules et rayonnement atmosphérique

Sous la direction de Daniel Boucher.

Soutenue en 1993

à Lille 1 .

mots clés

• Lasers à électrons libres -- Spectres
• Raies spectrales, Formation des
• Spectroscopie
• Rayonnement infrarouge

Résumé

Cette étude a pour but de comprendre les conditions d'obtention de la pureté spectrale ultime du laser à électrons libres (lel) en régime compton dans la limite du faisceau continu. Elle a été menée autour du projet de lel en infrarouge lointain de Lille et du lel de puissance en infrarouge proche (elsa) du commissariat à l'énergie atomique. Notre démarche se divise en trois parties. D'abord, la transition entre un régime de spectre fin stable et un régime de spectre large instable a pu être clairement identifiée à la génération de raies satellites dans la phase de saturation du régime de spectre fin. Puis, un modèle semi-analytique, confrontant une approche analytique à la simulation numérique, a mis en évidence la dynamique des raies satellites y compris un régime transitoire ignore jusqu'à présent. La structure des raies satellites a été élucidée en régime asymptotique. Divers moyens d'assurer la transition entre spectre large et spectre fin ont été analysées. Ces méthodes consistent, soit à agir sur le champ laser par filtrage optique, soit à modifier l'interaction du champ laser et du faisceau d'électrons (tapering et onduleur à deux fréquences), ou encore à moduler l'énergie du faisceau d'électrons. Enfin, nos résultats ont été connectés au projet de Lille et aux expériences récentes

Titre traduit

Study of spectral instabilities origin in a free-lectron laser in the compton regime

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