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Numéro
J. Phys. IV France
Volume 138, December 2006
Page(s) 73 - 81
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jp4:2006138009
Publié en ligne 6 janvier 2007
8e Colloque sur les Sources cohérentes et incohérentes UV, VUV et X : Applications et développements récents
R. Moncorgé et J.L. Doualan
J. Phys. IV France 138 (2006) 73-81

DOI: 10.1051/jp4:2006138009

Caractérisation spectrale et temporelle de l'émission X issue de l'interaction laser-agrégats

C. Bonté, C. Fourment, M. Harmand, H. Jouin, S. Micheau, O. Peyrusse, B. Pons and J.J. Santos

CEntre Lasers Intenses et Applications (CELIA), 351 cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France


(Publié en ligne le 6 janvier 2007)

Résumé
Les agrégats de gaz rares constituent un état de la matière intermédiaire entre les cibles solides massives et les atomes en phase gazeuse. Il a été démontré que les agrégats irradiés sont sources d'ions, d'électrons, de neutrons ainsi que de rayonnement allant du visible aux X durs. Cette source peut-être produite avec un taux de répétition élevé et a l'avantage de ne pas produire de débris, dommageables pour les optiques notamment, et de présenter une très forte conversion de l'énergie laser incidente. Nous nous intéressons au rayonnement X particulièrement, en le caractérisant en intensité, spectre et durée, comme préalable à toute application de cette source X et comme moyen privilégié d'étude de la physique des plasmas nanométriques chauds et denses. En collaboration avec l'INRS-Énergie (Varenne, Qc, Canada), nous avons mis en oeuvre une caméra à balayage de fente dont la résolution temporelle est de 800 fs rms. En focalisant des impulsions laser courtes (30 fs - 5 ps) et intenses (jusqu'à 1017 W/cm2) sur des agrégats d'argon dont le rayon varie de 15 à 30 nm, nous avons démontré que l'émission X dont l'énergie est supérieure à 2 keV est plus courte que 2 ps, limité par la résolution temporelle. En couplant la caméra à un cristal tronconique, dont la conception a été réalisée au LULI (Palaiseau, France), nous nous sommes intéressés au rayonnement de couche K dans la gamme 2,9 - 3,2 keV. Nous avons démontré que ce rayonnement a une durée inférieure à 3 ps (limite de la résolution temporelle), et que les raies étaient émises avec un écart relatif inférieur à 1 ps. Une simulation basée sur le modèle nano-plasma proposé par T. Ditmire et sur le code collisionnel-radiatif Transpec a été développée au CELIA. Les spectres X résolus en temps calculés reproduisent à la fois la brièveté d'émission du rayonnement X et les états de charge élevés observés.



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