Description du livre
Cette thèse couvre plusieurs aspects importants des interactions laser-microplasma d'intensité relativiste et certaines applications potentielles. Un système de cibles basé sur un piège Paul a été mis au point pour fournir des cibles à microsphères entièrement isolées, bien définies et bien positionnées pour des expériences avec des impulsions laser focalisées de Peta-Watt. L'interaction laser a transformé ces cibles en microplasmas, émettant des faisceaux de protons avec des énergies cinétiques supérieures à 10 MeV. Le spectre d'énergie cinétique du faisceau de protons et la distribution spatiale ont été ajustés par variation du mécanisme d'accélération, allant de spectres largement distribués dans des expansions plasma relativement froides à des spectres avec une dispersion d'énergie relative aussi faible que 20% dans des explosions sphériques de Coulomb à plusieurs espèces et dans des processus d'accélération dirigée. Des simulations numériques et des calculs analytiques appuient ces résultats expérimentaux et montrent comment les microplasmas peuvent être utilisés pour concevoir des sources de protons pilotées par laser.
Dans un deuxième effort, des cibles à micro-aiguilles en tungstène ont été utilisées sur un laser de Peta-Watt pour produire simultanément des rayons X de quelques kV et des faisceaux de protons de 10 MeV, tous deux mesurés avec une taille de source effective de quelques µm seulement. Cette source a été utilisée pour démontrer l'imagerie radiographique simultanée d'un seul cliché avec des rayons X et des protons d'échantillons biologiques et technologiques.
Enfin, la thèse discute des perspectives et des orientations futures des interactions laser-microplasma, y compris les formes de cibles non sphériques, ainsi que des réflexions sur les techniques expérimentales et l'évaluation quantitative avancée des images pour la radiographie par laser.