Amplification dans une cavité Fabry-Perot d'un laser à fibre picoseconde de très forte puissance moyenne. Application à la production de rayons gamma par interaction Compton. – MightLaser

L'objectif du projet est double : • obtenir la puissance moyenne maximale qu'un laser pulsé injecté dans une cavité Fabry-Perot puisse atteindre, • installer un tel système laser+cavité sur l'accélérateur d'électron ATF de KEK au Japon pour produire un flux de rayons gamma record par interaction Compton faisceau laser-électrons. ATF est un anneau d'accumulation d'électrons construit pour tester les techniques de productions de faisceaux d'émittance extrêmement faible ainsi que l'extraction de faisceaux d'électrons de taille transverse nanométrique. Pour atteindre nos objectifs, nous proposons de développer un système laser d'amplification à fibre (plus de 200W de puissance moyenne, de largeur temporelle 1ps et de fréquence de répétition 178.5MHz) et de l'asservir sur une cavité Fabry-Perot de très haut gain (10000). Un tel système permettra de disposer d'un faisceau laser pulsé d'une puissance moyenne énorme (de l'ordre du MW) pour la production de rayons gamma par interaction Compton à ATF/KEK. Adapté à des faisceaux d'électrons d'énergies variables, ce système aura en fait un impact technologique déterminant en recherche fondamentale mais aussi en recherche appliquée. L'interaction Compton est en effet le processus physique le plus efficace qui permet de produire des rayons X/gamma à partir d'un faisceau laser. Dans le passé, ce mécanisme a été très peu utilisé à cause de la faible puissance moyenne des faisceaux lasers disponibles. Mais à présent, grâce aux avancées récentes des sciences des lasers et des accélérateurs, il devient possible d'explorer ce domaine et de l'utiliser en recherche fondamentale (production de faisceaux de positrons polarisés pour les futurs collisionneurs linéaires) et en recherche appliquée dans les domaines suivants : médical, nucléaire, matériaux et biochimique. Le succès de notre projet ouvrira donc de nouveaux domaines d'applications pour la production de rayons X/gamma grâce à l'interaction Compton électrons-faisceau laser.