Optimisation de sources XUV générées par l'intéraction d'un laser sub-picoseconde avec un gaz rare

Abstract

Ce travail de modélisation/simulation concerne l'étude d'un laser XUV généré par le schéma OFI dans des cibles gazeuses (krypton a 32.8 nm et xenon a 41.8 nm) étudié expérimentalement de façon intensive au LOA (ENSTA, Palaiseau). Le milieu amplificateur est créé dans un état fortement hors équilibre suite a l'interaction avec un laser infra-rouge de haut flux et très bref. L'examen des étapes de la création et de l'évolution de la cinétique atomique a permis de caractériser le plasma et d'envisager l'étude de l'amplification et le transport du rayonnement XUV. Ce dernier point a été considéré en fonction de différents paramètres (pression du gaz, intensité de pompe, ... ). Un accent particulier a été mis sur l'influence de la dynamique des ions sur la raie d'émission. En effet, la composante ionique du plasma génère par OFI est initialement fortement couplée. Le modèle OCP applique a ce cas prédit des températures ioniques de quelques eV. L'étude des propriétés du laser a la sortie du plasma a montré que le chauffage ionique peut accroitre l'énergie du laser jusqu'a 20% dans le domaine des pressions d'intérêt pratique. D'autre part, des simulations basées sur des équations Maxwell-Bloch ont permis la comparaison entre les cas de très faible cohérence spatiale (ASE) et celui de forte cohérence spatiale (injection des harmoniques dans un amplificateur OFI). Dans ce dernier cas, l'approximation semi-adiabatique peut décrire l'amplification sur de longues distances. Aussi, l'approche semi-adiabatique, permet, même dans le cas injecté, de retrouver les caractéristiques des valeurs moyennes du signal XUV, mais pas celles du profit temporel ou spectral a forte saturation.Ce travail de modélisation/simulation concerne l'étude d'un laser XUV généré par le schéma OFI dans des cibles gazeuses (krypton a 32.8 nm et xenon a 41.8 nm) étudié expérimentalement de façon intensive au LOA (ENSTA, Palaiseau). Le milieu amplificateur est créé dans un état fortement hors équilibre suite a l'interaction avec un laser infra-rouge de haut flux et très bref. L'examen des étapes de la création et de l'évolution de la cinétique atomique a permis de caractériser le plasma et d'envisager l'étude de l'amplification et le transport du rayonnement XUV. Ce dernier point a été considéré en fonction de différents paramètres (pression du gaz, intensité de pompe, ... ). Un accent particulier a été mis sur l'influence de la dynamique des ions sur la raie d'émission. En effet, la composante ionique du plasma génère par OFI est initialement fortement couplée. Le modèle OCP applique a ce cas prédit des températures ioniques de quelques eV. L'étude des propriétés du laser a la sortie du plasma a montré que le chauffage ionique peut accroitre l'énergie du laser jusqu'a 20% dans le domaine des pressions d'intérêt pratique. D'autre part, des simulations basées sur des équations Maxwell-Bloch ont permis la comparaison entre les cas de très faible cohérence spatiale (ASE) et celui de forte cohérence spatiale (injection des harmoniques dans un amplificateur OFI). Dans ce dernier cas, l'approximation semi-adiabatique peut décrire l'amplification sur de longues distances. Aussi, l'approche semi-adiabatique, permet, même dans le cas injecté, de retrouver les caractéristiques des valeurs moyennes du signal XUV, mais pas celles du profit temporel ou spectral a forte saturation.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF