Développement de composants plasma laser pour pour les accélérateurs pour des opérations à taux de répétition élevés

Development of laser plasma components for accelerators operating at high repetition rate

• Auteur / Autrice : Jana Serhal
• Direction : Fabian Zomer, Kevin Cassou
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique des accélérateurs
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique des deux Infinis Irène Joliot-Curie
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Acceleration laser-plsama

Accelerateur

Optique

Plasma

Dynamique des fluides

Micro mechanics

Accelerator

Optic

Micro mechanics

Plasma

Laser-plasma acceleration

Fluid dynamic

Résumé

Objectifs de la recherche : L'objectif principal de ce projet de recherche doctorale est de concevoir, de développer et d'optimiser de nouvelles cibles de plasma pour l'accélération par champ de sillage laser pouvant fonctionner à des taux de répétition élevés. Le projet explorera des matériaux, des géométries et des techniques de fabrication innovants afin d'améliorer la durabilité, la fiabilité et les performances des cibles. Les cibles développées seront des composants essentiels pour faire progresser les capacités des accélérateurs laser-plasma pour une large gamme d'applications. Principaux domaines de recherche : 1. Développement de matériaux pour les cibles : Étudier et caractériser de nouveaux matériaux adaptés aux cibles de plasma de champ de sillage laser, en tenant compte de facteurs tels que la densité, la stabilité et l'interaction avec les impulsions laser de haute intensité. 2. Optimisation géométrique : Explorer et optimiser les configurations géométriques des cibles de plasma afin d'améliorer la reproductibilité et l'efficacité du processus d'accélération du champ de sillage laser. 3. Techniques de fabrication : Développer des techniques de fabrication avancées pour produire des cibles de plasma de précision qui répondent aux exigences rigoureuses d'un fonctionnement à taux de répétition élevé. 4. Outils de diagnostic : Mettre en œuvre des outils de diagnostic pour la surveillance in situ des propriétés et des performances de la cible pendant les interactions laser-plasma, permettant un retour d'information en temps réel pour l'optimisation.

Research Objectives: This PhD research aims to design, develop, and optimize novel laser wakefield plasma targets that can operate at high repetition rates. The project will explore innovative materials, geometries, and manufacturing techniques to enhance target durability, reliability, and performance. The developed targets will be critical components in advancing the capabilities of laser wakefield accelerators for a wide range of applications. Key Research Areas: 1. Target Material Development: Investigate and characterize novel materials suitable for laser wakefield plasma targets, considering factors such as density, stability, and interaction with high-intensity laser pulses. 2. Geometric Optimization: Explore and optimize the geometric configurations of plasma targets to enhance the reproducibility and efficiency of the laser wakefield acceleration process. 3. Manufacturing Techniques: Develop advanced manufacturing techniques for producing precision plasma targets that meet the stringent requirements of high repetition rate operation. 4. Diagnostic Tools: Implement diagnostic tools for in-situ monitoring of target properties and performance during laser-plasma interactions, enabling real-time feedback for optimization.