Développement d'une source-X de table ultra-rapide pour l'imagerie spatiale et temporelle haute résolution dans la fenêtre spectrale de l'eau (2.4 nm à 4.4 nm)

 

François Légaré

Institut national de la recherche scientifique

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2011-2012

Les chercheurs de diverses communautés scientifiques rêvent de pouvoir utiliser le rayonnement X dans un contexte d'imagerie où serait combinée une résolution nanométrique et temporelle femtoseconde. Par exemple, une source ultra-brève dans la fenêtre spectrale de l'eau (2.3 à 4.4 nm) est parfaitement adaptée à l'imagerie dynamique en milieu aqueux. Cette application, parmi tant d'autres, a motivé dans la dernière décennie la mise en chantier de Lasers à Électrons Libres. Il s'agit d'infrastructures de recherche imposantes, et qui nécessitent des investissements financiers de l'ordre du milliard de dollars et qui répondront difficilement aux multiples besoins de la communauté scientifique en raison de leur accès restreint. De plus, une telle infrastructure n'est pas disponible au Canada.

Une autre approche possible pour développer une source de rayonnement X femtoseconde consiste à utiliser la génération d'harmoniques élevés (GHE) dans un gaz. Bien que très prometteuse, cette approche est pour l'instant limitée en terme d'applications scientifiques car la génération efficace du rayonnement X s'est limitée à des longueurs d'onde supérieures à 7.5 nm. Notre projet de recherche consistera à repousser cette frontière technologique imposée par l'utilisation du laser titane-saphir.

Pour ce faire, les harmoniques élevés seront générés à l'aide de sources lasers ultra-brèves à 1.4 et 1.8 micron disponibles à l'INRS-EMT, et nous travaillerons à l'optimisation du flux de photons dans la région spectrale de l'eau pour des applications ultérieures à l'imagerie spatiale et temporelle haute résolution en milieu aqueux tels que ceux rencontrés en biologie.