Seeded free-electron laser driven by a compact laser plasma accelerator - Archive ouverte HAL
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2022

Seeded free-electron laser driven by a compact laser plasma accelerator

Marie Labat
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Jurjen Couperus Cadabag
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Amin Ghaith
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Arie Irman
Anthony Berlioux
  • Fonction : Auteur
Philippe Berteaud
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Frédéric Blache
  • Fonction : Auteur
Stefan Bock
François Bouvet
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Fabien Briquez
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Yen-Yu Chang
  • Fonction : Auteur
Sébastien Corde
Laboratoire d'optique appliquée
CV
Alexander Debus
  • Fonction : Auteur
Institute of Radiation Physics [Dresden]
Carlos de Oliveira
  • Fonction : Auteur
Jean-Pierre Duval
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Yannick Dietrich
  • Fonction : Auteur
Synchrotron SOLEIL
Moussa El Ajjouri
  • Fonction : Auteur
Christoph Eisenmann
  • Fonction : Auteur
Julien Gautier
Laboratoire d'optique appliquée
René Gebhardt
  • Fonction : Auteur
Simon Grams
  • Fonction : Auteur
Uwe Helbig
  • Fonction : Auteur
Christian Herbeaux
  • Fonction : Auteur
Nicolas Hubert
  • Fonction : Auteur
Charles Kitegi
  • Fonction : Auteur
Olena Kononenko
  • Fonction : Auteur
Laboratoire d'optique appliquée
Michael Kuntzsch
  • Fonction : Auteur
Maxwell Laberge
  • Fonction : Auteur
Stéphane Lé
  • Fonction : Auteur
Bruno Leluan
  • Fonction : Auteur
Alexandre Loulergue
  • Fonction : Auteur
Victor Malka
Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
CV
Fabrice Marteau
  • Fonction : Auteur
Manh Huy N Guyen
  • Fonction : Auteur
Driss Oumbarek-Espinos
  • Fonction : Auteur
Richard Pausch
  • Fonction : Auteur
Damien Pereira
  • Fonction : Auteur
Thomas Püschel
Jean-Paul Ricaud
  • Fonction : Auteur
Patrick Rommeluere
  • Fonction : Auteur
Eléonore Roussel
DYnamique des Systèmes COmplexes
Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523
Pascal Rousseau
  • Fonction : Auteur
Laboratoire d'optique appliquée
Susanne Schöbel
Mourad Sebdaoui
  • Fonction : Auteur
Klaus Steiniger
  • Fonction : Auteur
Keihan Tavakoli
  • Fonction : Auteur
Cedric Thaury
Laboratoire d'optique appliquée
CV
Patrick Ufer
  • Fonction : Auteur
Mathieu Valléau
  • Fonction : Auteur
Marc Vandenberghe
  • Fonction : Auteur
José Vétéran
  • Fonction : Auteur
Ulrich Schramm
Marie Couprie
Synchrotron SOLEIL

Résumé

Free-electron lasers generate high-brilliance coherent radiation at wavelengths spanning from the infrared to the X-ray domains. The recent development of short-wavelength seeded free-electron lasers now allows for unprecedented levels of control on longitudinal coherence[1], opening new scientific avenues as ultra-fast dynamics on complex systems and X-ray nonlinear optics. While those devices rely on state-of-the-art large-scale accelerators, advancements on laser-plasma accelerators, which harness giga-volt-per-centimeter accelerating fields, showcase a promising technology as compact drivers for free-electron lasers. Using such miniaturized accelerators, exponential amplification of a shot-noise type of radiation in a self-amplified spontaneous emission configuration was recently achieved [2]. However, employing this compact approach for the delivery of temporally coherent pulses in a controlled manner remained a major challenge. Here, we present the experimental demonstration of a laser-plasma accelerator driven free-electron laser in a seeded configuration, where control over the radiation wavelength is accomplished. Furthermore, the appearance of interference fringes, resulting from the interaction between the phase-locked emitted radiation and the seed, confirms longitudinal coherence. Building on our scientific achievements, we anticipate a straightforward scaling to extreme-ultraviolet wavelengths, paving the way towards university-scale free-electron lasers, unique tools for a multitude of applications. [1] Meyer, M. FELs of europe: Whitebook on science with free electron lasers 8–19 (2016). [2] Wang, W. et al. Free-electron lasing at 27 nanometres based on a laser wakefield accelerator.

Domaines

Physique [physics]

Eléonore Roussel  : Connectez-vous pour contacter le contributeur

https://hal.science/hal-03865214

Soumis le : mardi 22 novembre 2022-11:04:34

Dernière modification le : lundi 16 décembre 2024-12:33:18

Consulter le texte intégral

Dates et versions

hal-03865214 , version 1 (22-11-2022)

Identifiants

Citer

Marie Labat, Jurjen Couperus Cadabag, Amin Ghaith, Arie Irman, Anthony Berlioux, et al.. Seeded free-electron laser driven by a compact laser plasma accelerator. 2022. ⟨hal-03865214⟩

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