(english below)
Proposition de stage de M2 / thèse
Etude d’impulsions d’électrons ultra-courtes dans un accélérateur de particules
CLIO est un ‘Laser à Electrons Libres’ infrarouge à longueur d’onde accordable entre
5 et 150 μm, basé sur un petit accélérateur linéaire dédié, d’énergie maximale 45 MeV. Cet
accélérateur délivre des trains d’impulsions relativement longues, comprises entre 5 et 10 ps. Le groupe va entreprendre une étude expérimentale afin de générer des impulsions plus courtes, de l’ordre de la ps. A cette fin des conditions de fonctionnement différentes de l’accélérateur seront mises en oeuvre et étudiées. La longueur d’impulsion sera mesurées par un dispositif optique mesurant le spectre d’un faisceau lumineux produit par le faisceau passant à proximité d’un réseau de diffraction (effet « Smith-Purcell), conçu au LAL. Ce dispositif est actuellement en cours de fabrication. Cette étude est une collaboration entre le groupe ETALON du LAL et CLIO (LCP).
Le programme proposé içi comporte une première partie de simulation numérique
utilisant des programmes existants, avec encadrement par un chercheur du LAL. La seconde partie est expérimentale et consistera à réaliser les mesures de longueur avec l’équipe de CLIO. Après la phase de caractérisation longitudinale ce travail pourra se poursuivre par une thèse portant sur la caractérisation complète du faisceau (dispersion en énergie et émittance) ainsi que son adaptation au laser à électrons libres pour la production de rayonnement THz.
Contacts :
Rui Prazeres (CLIO/LCP)
Nicolas Delerue (LAL)
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Study of ultra-short electron pulses in a particle accelerator
CLIO is an infrared “Free Electron Laser” (FEL), producing radiation with a wavelength spanning from 5 μm to 150 μm. It uses a linear accelerator which produces an electron beam of 45 MeV, with pulses of 5 ps to 10 ps duration. During this work we will modify the tuning of the accelerator, in order to produce sub-picosecond electron pulses. A study of this operation mode will be done, using new diagnostics on the accelerator. The pulse
duration will be measured with a “Smith-Purcell” device : an optical grating is placed close to the trajectory of the electron beam, and measure the spectrum of the light emitted by the electron bunches ; this spectrum is linked to the pulse length. This device will be inserted in the linac. It is a collaboration between two laboratories : LAL (the Linear Accelerator Laboratory) and CLIO/LCP (the Free Electron Laser laboratory).
The work program which will is proposed has two main parts : (1) numerical
simulations, using existing codes which are used by the scientific community of accelerators, and (2) an experimental part, with analysis and measurements of electron pulse length. The first part will be done within a team of LAL, and the second part within a team of CLIO. Further work, in the frame of a PhD, would consist in measurements of full characteristics of the accelerator : energy spread, emittance, and influence upon the FEL laser features. The aim of this study would be to generate Coherent Emission in Terahertz domain, using short electron pulses through the FEL undulator.
Contacts :
Rui Prazeres (CLIO/LCP)
Nicolas Delerue (LAL)