R&D optique pour atteindre les performances ultimes de ThomX
Manar Amer · theses.fr (ABES) · 2023
La production de rayons X, dont les propriétés uniques sont essentielles dans divers domaines tels que la médecine, la science des matériaux et la recherche scientifique, a été l'un des moteurs des avancées scientifiques. L'expérience ThomX répond au besoin croissant d'une source de rayons X plus compacte, plus rentable et de meilleure qualité. Cette thèse se concentre sur l'installation, la caractérisation et l'optimisation des composants liés au stockage de l'énergie dans la cavité optique de l'expérience ThomX. Elle se termine également par la présentation du travail expérimental effectué sur la cavité de recherche et de développement de l'IJCLab appelée "SBox". L'installation du système d'amplification de la cavité Fabry-Perot (FPC) de ThomX est un point fort, ainsi que la caractérisation détaillée du profil du faisceau de sortie. En outre, nous avons installé les nouveaux miroirs multicouches à haute réflexion développés par le laboratoire LMA, ce qui nous a permis d'atteindre la finesse la plus élevée dans la FPC ThomX, avec une finesse impressionnante de 30 000 et un gain de plus de 11 000. La synchronisation temporelle de la cavité optique et de son oscillateur avec l'anneau électronique est essentielle pour le processus de diffusion Compton inverse, un aspect fondamental de l'expérience ThomX. Cette recherche a notamment permis de produire des rayons X dans la machine ThomX par diffusion Compton inverse, ce qui constitue une étape importante. Les résultats préliminaires des rayons X produits démontrent leur faisabilité, le spectre d'énergie des rayons X montrant des preuves concluantes de la diffusion Compton inverse des rayons X, comme l'indique la détection du bord Compton à 45 keV. Outre les travaux sur le FPC de ThomX, cette thèse englobe la recherche et le développement de cavités situées à l'IJCLab. Avec une configuration à deux miroirs, une finesse de 30 000 a été atteinte, et le stockage de puissance dans la cavité a atteint la valeur impressionnante de 63 kW. En outre, une preuve de concept a été présentée, illustrant le verrouillage de la fréquence d'un oscillateur à impulsion dans la cavité optique SBox à l'aide d'une configuration à deux miroirs. Ces avancées contribuent à l'objectif plus large de développer des sources de rayons X plus efficaces et plus puissantes pour un large éventail d'applications dans les domaines de la science et de l'industrie.