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Soutenance de thèse: Patrick Lee



Modélisation d'un injecteur laser plasma pour l'accélération multi étages


mardi 11 juillet 2017 à 14h00, amphi I, 2ème ét., bat 210, LPGP, UPSud, Orsay 


Résumé:
L’accélération par sillage laser (ASL) repose sur l’interaction entre un faisceau laser intense et un plasma sous­dense. Au travers de cette interaction, une onde de plasma est générée avec un fort champ accélérateur, de trois ordres de grandeur plus élevé que celui d’un accélérateur conventionnel, rendant envisageable la réalisation d’accélérateurs futurs plus compacts. Pour la conception d’un futur accélérateur, un faisceau d’électrons de forte charge, faible dispersion en énergie et faible émittance
doit être accéléré à des grandes énergies. Pour ce faire, la solution consiste à accélérer ces électrons dans un schema multi­étages, qui est composé de trois étages: un injecteur, une ligne de transport et un accélérateur. Ce travail de thèse porte sur la modélisation de l’injecteur avec le code PIC Warp et sur les méthodes numériques telles que la technique de Lorentz­boosted frame pour diminuer le temps de calcul et la couche absorbante parfaite de Bérenger (PML) pour assurer la précision des calculs numériques. Ce travail de thèse a démontré l’efficacité de la PML dans les schemas FDTD à des ordres élevés et pseudo­spectral. Il a aussi démontré la convergence des résultats des simulations réalisées avec la technique de Lorentz­boosted frame dans un régime fortement non­linéaire de l’injecteur, permettant d’accélérer les calculs d’un facteur important (~36) tout en assurant leur précision. La modélisation effectuée dans cette thèse a permis d’analyser et de comprendre les résultats expérimentaux, ainsi que de prédire les résultats des futures expériences. Plusieurs méthodes d’optimisation de l’injecteur ont également été proposées pour la génération d’un faisceau d’électrons conforme aux spécifications d’un futur accélérateur.

Mots­ clés :
accélération par sillage laser,code PIC,Warp,technique de Lorentz­boosted frame,couche absorbante parfaite de Bérenger

 

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