Backscattered supercontinuum emission from high-intensity laser-plasma interactions.
We performed high-intensity subpicosecond laser-plasma interaction experiments to examine nonlinear scattering mechanisms in underdense plasmas. At incident laser intensities of 2 x 10(18) W/cm(2) the stimulated-Raman-backscattered spectrum exhibited an extremely broad, supercontinuumlike structure (Deltaomega/omega(0) > 1) extending from ~500 to >1200 nm (limited only by detector sensitivity). Large-amplitude modulations in the spectrum of the backscattered light were measured and are attributed to an interaction of the stimulated-Raman-scattered radiation with ion plasma waves.
Etude expérimentale de l'interaction d'un laser Terawatt avec un plasma sous-dense : production d'une source brillante et courte d'électrons relativistes
Cette these constitue une etude experimentale qui s'inscrit dans le cadre de l'interaction laser-plasma en regime relativiste. Le couplage du laser au plasma provoque l'apparition de nombreux phenomenes nonlineaires tels que l'autofocalisation relativiste, les instabilites Raman, l'excitation et le deferlement d'ondes plasma. Dans ce regime dit du ``sillage automodule'', ces effets se combinent et aboutissent a l'acceleration des electrons du plasma a des vitesses relativistes. Dans une premiere partie, les effets nonlineaires ont d'abord ete etudies. Une methode originale utilisant des impulsions laser a derive de frequence a permis de mesurer la dynamique temporelle des instabilites Raman. Les resultats ont montre que l'instabilite Raman arriere a lieu sur le front montant de l'impulsion et que le Raman avant est plutot situe en queue d'impulsion. L'autofocalisation a egalement ete etudiee a l'aide d'un diagnostic d'ombroscopie. Les resultats ont montre que la puissance n'est pas le seul parametre regissant l'autofocalisation: la duree de l'impulsion laser doit etre comparee au temps de mouvement des particules dans le plasma: $\omega_p^{-1}$ pour les electrons et $\omega_{pi}^{-1}$ pour les ions. En particulier, lorsque la duree d'impulsion est trop courte, l'autofocalisation relativiste n'a pas lieu. Dans une deuxieme partie, on discute de la production d'une source d'electrons relativistes (0 a 70 MeV) a partir d'un laser a 10 Hz (35 fs, 600 mJ). Cette source d'electrons brillante ($10^{10}$ electrons), a spectre Maxwellien et potentiellement courte (<100 fs) a ete caracterisee et elle est donc disponible pour les applications. Finalement, la troisieme partie decrit des experiences preparant l'acceleration d'electrons a des energies de l'ordre du GeV. En particulier, on a detaille le guidage d'une impulsion Terawatt dans un canal de plasma, ainsi que la creation de plasmas centimetriques dans des jets de gaz rectangulaires et supersoniques.
Parameters for low energy operation of CESR
We present a detailed design for operation of the Cornell Electron Storage Ring, CESR, in the energy range covering the /spl psi/ resonances and the Charm and Tau thresholds, as well as reaching to the upper Y resonances near 11 GeV. The addition of 18 m of super-ferric wiggler magnets will partially restore low energy beam emittance and damping times. Installation of superconducting quadrupoles in the interaction region and the addition of high performance superconducting RF cavities will enhance performance at all energies. Studies of optics, beam dynamics, wiggler and vacuum system performance, beam stability, and beam-beam effects confirm operation with a luminosity of 3/spl times/ 10/sup 32/ CM/sup -2/ sec/sup -1/ at 1.88 GeV.