GRAND PROJET
Figure 3.( Gauche) L’ enceinte expérimentale de la salle courte focale( SFA). Le faisceau F2 entre par le toit de l’ enceinte, tandis que le faisceau F1 arrive par le côté.( Droite) Exemple de conception assistée par ordinateur d’ une campagne expérimentale.
mois par an sont dédiés au développement, visant l ' objectif de 10 PW et l ' amélioration de la stabilité [ 2 ] et de la fidélité temporelle des impulsions. Les prochaines étapes clés incluent l ' ouverture de la ligne F1 à la zone LFA( octobre 2026), la montée en puissance à 5 PW( 2026). Sur les années 2027-2028, l’ énergie en sortie d’ amplification sera amenée progressivement à 300 Joules, avec l’ ajout des lasers de pompe sur le dernier étage et la mise en place de recyclage. Et pour atteindre les 10 PW, la durée d’ impulsion sera amenée à 18 fs, puis 15 fs, avec l’ ajout de filtres spectraux, le changement de certains miroirs pour avoir une largeur spectrale plus importante, et la mise en place d’ un OPCPA-ns. Les expériences en salle courte focale( SFA) sont non seulement sensibles aux fluctuations des paramètres laser, mais aussi au profil temporel de l’ impulsion, et plus particulièrement au contraste. La montée en puissance du laser devient un défi pour la bonne conduite des expériences, la présence d’ impulsions précédant l’ impulsion principale pouvant détruire la cible et ainsi signifier l’ échec du tir. Un travail de fond est ainsi à l’ œuvre sur l’ installation pour continuer sa caractérisation à des niveaux toujours plus fins, mais aussi son amélioration pour satisfaire les contraintes toujours plus grandes liées aux intensités atteintes lors de l’ interaction. Les expériences en salle longue focale( LFA) à deux faisceaux seront possibles en 2027. Enfin, le travail sur la stabilisation de l’ intensité utile sur cible continuera.
Les applications
Les applications possibles des impulsions ultra-intenses disponibles sur l’ IR * Apollon sont des domaines de recherche actifs dans le monde, avec plusieurs installations fournissant une puissance crête au niveau PW, voire plus. Ces domaines de recherches vont de la physique fondamentale( avec la compréhension des phénomènes physiques ayant lieu lors de l’ interaction laser PW-matière) à de potentielles applications dans le domaine médical ou le monde industriel. La salle courte focale( SFA) a été conçue avec un objectif précis: atteindre les plus hautes intensités lumineuses possibles sur la cible( celle-ci pouvant être solide ou gazeuse). De plus, la
disponibilité de multiples faisceaux dans une même enceinte permet aux utilisateurs potentiels la conception d’ une expérience complexe. Les optiques de focalisation des deux faisceaux sont d’ ouverture similaire, pour obtenir des tailles de faisceau de 5 µ m de diamètre pour F1 et 6 µ m pour F2, les deux foyers étant au centre de l’ enceinte. Les deux optiques( des paraboles hors axe), du fait des distances focales réduites( 100 et 42 cm pour F1 et F2 respectivement) entraîne leur présence dans l’ enceinte d’ interaction. L’ intensité sur cible proposée par l’ utilisation du faisceau F1, supérieure à 10 22 W / cm 2, permet de repousser les limites de l’ interaction laser-plasma, les simulations prédisant des interactions spécifiques à ces niveaux d’ intensité.
Sources de rayonnement ionisant et leurs applications Du fait de l’ interaction laser-matière à ultra-haute intensité( UHI) sur cible solide, une quantité importante de particules( électrons, protons et ions, photons gamma) est émise de la cible solide. Les sujets de recherche dans ce domaine concernent l’ optimisation de l’ émission, que ce soit en termes de gammes d’ énergie, de nombre de particules et leurs
Figure 4. Spectre de protons obtenus lors de l’ interaction entre le faisceau F1 au foyer, et une feuille d’ aluminium d’ épaisseur micrométrique. La coupure à 50 MeV est une conséquence du mécanisme d’ accélération des protons.( droite)( a) une photographie de l’ objet à photographier.( b) Le résultat de la radiographie par rayons X. La mesure est effectuée sur un tir laser. Le brouillard présent sur le bas de la radiographie est causé par la porte de l’ enceinte, l’ objet étant sous vide dans l’ enceinte et le détecteur à l’ air. La partie nette de l’ image correspond au hublot de l’ enceinte transparent aux X en comparaison de l’ aluminium de la paroi. Les figures sont extraites de [ 1 ].
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