Colloque

Caractérisation des matériaux en utilisant de sources de rayons X générés par laser

Amina Hussein

Membre a labase

Amina Hussein : University of Alberta

Résumé de la communication

À des intensités relativistes, les électrons peuvent être entraînés à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, facilitant l'exploration d'un nouveau régime d'interactions laser-plasma. Ces lasers entraînent la matière dans des états extrêmes de température et de pression, imitant ceux que l'on trouve généralement dans les environnements astrophysiques. Les progrès réalisés dans les interactions laser-matière intenses ont également conduit à une nouvelle génération de sources de particules et de rayonnement pulsées, chacune avec une durée très courte à l'échelle de la femtoseconde héritée du pilote laser. Ces sources peuvent être utilisées pour étudier les phénomènes dynamiques ultra-rapides dans les matériaux denses.

Dans cet exposé, je discuterai de nos travaux sur la spectroscopie à rayons X haute résolution de l'émission à partir d'expériences utilisant le laser ALEPH de Colorado State University. Dans ces expériences, nous examinons la génération et la propagation d'électrons énergétiques dans des feuilles minces et des cibles en couches pour élucider la physique des interactions solides laser à haute intensité. Je discuterai également de la génération de sources de rayons X durs à large bande par Laser Wakefield Acceleration, générée par une impulsion laser intense traversant un plasma de faible densité, et de la manière dont ces sources peuvent être utilisées pour diagnostiquer les transitions de phase dans matériaux denses.

Résumé du colloque

Dès sa découverte en 1960, le laser a été utilisé pour plusieurs études fondamentales en interaction lumière-matière, particulièrement en optique non linéaire. Il a aussi été employé très tôt en ophtalmologie. Par la suite, le laser s’est rapidement imposé comme une technologie incontournable dans une multitude de domaines de l’activité humaine. En l’espace de quelques décennies, les lasers sont passés du laboratoire au marché et sont devenus des composants indispensables dans une gamme étendue de produits et de systèmes. Leur utilité dans pratiquement tous les aspects de la vie courante ne cesse de prendre de l’ampleur.

Mais avant d’arriver aux applications, plusieurs années de recherche ont été nécessaires afin de découvrir, comprendre et maîtriser les multiples et complexes paramètres de ces sources lumineuses pour en faire des outils performants. Les lasers ont trouvé leur place en production industrielle et micro-usinage, notamment pour la découpe et la soudure. Cette technologie permet en plus de répondre à de grands problèmes de société. Des dispositifs laser ont été adaptés aux besoins du domaine médical et ont permis de nouvelles techniques de chirurgie, d’imagerie, de diagnostic et de traitement. Du côté des enjeux environnementaux, les lasers sont maintenant utilisés pour la télédétection de polluants atmosphériques. À une autre échelle, ils sont intégrés dans des systèmes de capteurs miniatures qui rendent possible la conduite autonome.

Si, en 2022, les champs d’application du laser sont vastes et variés. Reste-t-il d’autres frontières à conquérir pour cette technologie? Quelles perspectives de développement et de valorisation pouvons-nous envisager? Comment le Québec contribue-t-il à l’essor du domaine?

Le colloque sur les lasers que nous proposons au 89^e Congrès de l’Acfas vise à dresser un portrait de la situation et à fournir une vision d’avenir du domaine. Nous mettrons en évidence la grande contribution du laser à la société actuelle et examinerons de plus près ce que les lasers seront capables d’accomplir dans l’avenir.