Division of accelerators, cryogenics and magnetism

L’accélération d’électrons par méthode de sillage laser-plasma a montré sa capacité à produire
des paquets d’électrons de plusieurs GeV sur des longueurs centimétriques [1]. Néanmoins, de
nombreux progrès doivent être faits sur la qualité et la reproductibilité des paquets d’électrons
produits, ce qui passe par un meilleur contrôles des propriétés des lasers et des cibles plasma
utilisées. En particulier, pour les applications à la physique des particules, l’utilisation de
plusieurs étages successifs semble être une étape importante vers un accélérateur laser-plasma
aux propriétés contrôlables.
Dans le cadre du projet CILEX, des expériences d’accélération multi-étages utilisant le laser
multi-PW APOLLON sont prévues [2]. Un injecteur, prototype du premier étage a été étudié
dans le cadre d’une collaboration CEA LIDyL / LPGP. Son objectif est de fournir des paquets
d’électrons dans la gamme 50-200 MeV de faible divergence et de faible dispersion en énergie,
obtenus par le contrôle de l’injection des électrons dans l’onde de plasma. Les paquets d’électrons
produits sur l’installation du LLC en Suède et sur le laser UHI100 du LIDyL ont été caractérisés
et les résultats expérimentaux confrontés aux simulations numériques [3,4]. Une ligne de transport
magnétique est utilisée afin de caractériser plus finement les propriétés des électrons et
d’étudier leur couplage dans un futur second étage.

[1] W. P. Leemans et al., Phys. Rev. Lett. 113, 245002 (2014).
[2] B. Cros et al., Nucl. Instrum. Meth. A 740, 158 (2013).
[3] T. L. Audet et al., Phys. Plasmas 23, 023110 (2016).
[4] T. L. Audet et al. Nucl. Instrum. Meth. A (2016).