Production de faisceaux de rayonnement X Bêtatron pour l'imagerie dynamique haute résolution

 

Jean-Claude Kieffer

Institut national de la recherche scientifique

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2013-2014

Les sources X permettant de réaliser des études résolues en temps à l'échelle de la centaine de femtosecondes sont les synchrotrons couplés à un laser femtoseconde ("découpage" laser) ou les laser à électrons libres. Seules quelques infrastructures permettent de réaliser des expériences avec cette résolution temporelle ultime nécessaire à la compréhension de mécanismes avec un fort potentiel d'applications telles que la dynamique de démagnétisation. Une approche novatrice pour l'imagerie X dynamique femtoseconde consiste à utiliser un laser femtoseconde haute intensité pour produire un faisceau de rayonnement X Bêtatron.

Ce rayonnement est produit lors de l'interaction d'une impulsion laser avec une cible gazeuse. Il permet de produire du rayonnement X d'une durée similaire à la durée de l'impulsion laser (25 fs). Ce faisceau X présente une taille de source de l'ordre du micron, une divergence de quelques dizaines de mrad, et un spectre large de type synchrotron dans la gamme 0.5-10 keV.

Avec les systèmes laser disponibles à l'INRS-EMT nous avons montré que la brillance de cette source est suffisante pour réaliser des applications de type pompe infrarouge et sonde X. Nous souhaitons faire la preuve de la faisabilité d'expériences de réflectivité X résolue en temps, et pour cela travailler à l'optimisation de cette source afin de réaliser des expériences d'applications avec pour objet l'étude dynamique de processus de démagnétisation dans des alliages de CoGd et CoTb. Cette étude permettra de comprendre comment contrôler le magnétisme dans de telles structures.