ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE LA DYNAMIQUE SPECTRALE D'UN LASER A ELECTRONS LIBRES PDF Download
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DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS ETENDONS LE MODELE STANDARD DU LASER A ELECTRONS LIBRES (LEL) AU CAS D'UN ONDULEUR DONT LE CHAMP MAGNETIQUE N'EST PLUS SIMPLEMENT SINUSOIDAL, MAIS COMPOSE D'UN NOMBRE QUELCONQUE D'HARMONIQUES, ET MONTRONS QUE CETTE GENERALISATION REVIENT SIMPLEMENT A REMPLACER LES COEFFICIENTS DE COUPLAGE USUELS AUX HARMONIQUES LASERS PAR DES COEFFICIENTS GENERALISES. APRES AVOIR INTRODUIT LES MODIFICATIONS INDUITES PAR CE NOUVEAU MODELE DANS SPECTRE, UN CODE DEVELOPPE POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DU LEL, NOUS ETUDIONS NUMERIQUEMENT, DANS UNE SECONDE PARTIE, DIFFERENTES CONFIGURATIONS MAGNETIQUES SUSCEPTIBLES DE PRODUIRE UN CHAMP LASER A DEUX HARMONIQUES. NOUS METTONS EN PARTICULIER EN EVIDENCE UNE STRUCTURE A DEUX SECTIONS, LA PREMIERE ETANT DE PERIODE TROIS FOIS PLUS PETITE QUE LA SECONDE, CAPABLE D'ENGENDRER UN RAYONNEMENT A DEUX HARMONIQUES, EN PROPORTIONS CONTINUMENT AJUSTABLES. DANS UNE QUATRIEME PARTIE, NOUS TIRONS PROFIT DE L'INSTALLATION DE BRUYERES-LE-CHATEL, ELSA, DECRITE EN TROISIEME PARTIE, POUR TESTER EXPERIMENTALEMENT UN CERTAIN NOMBRE DE CONCEPTS THEORIQUES. APRES AVOIR VERIFIE LA COHERENCE DES DONNEES FOURNIES PAR LA MACHINE A L'AIDE DE LA RELATION DE RESONANCE DU LEL, NOUS METTONS EN EVIDENCE, CONFORMEMENT AUX PREDICTIONS THEORIQUES ET NUMERIQUES, L'ELARGISSEMENT DES SPECTRES, A FORT RENDEMENT, ET LEUR CONVERGENCE VERS UN REGIME ASYMPTOTIQUE TURBULENT CARACTERISE PAR UNE BRILLANCE DE VALEUR UNIVERSELLE 0,8. NOUS EN PROFITONS POUR NOUS LIVRER AUX PREMIERES VERIFICATIONS EXPERIMENTALES DE LA LOI EXPRIMANT, DANS CE TYPE DE REGIME, LE RENDEMENT EN FONCTION DES DIFFERENTS PARAMETRES DU LEL. ENFIN, NOUS TIRONS PARTI DE LA MOTORISATION DES AIMANTS DE L'ONDULEUR STANDARD D'ELSA POUR ENTREPRENDRE QUELQUES ETUDES PARAMETRIQUES COMPLEMENTAIRES SUR LE TAPERING ET LA GENERATION DE SPECTRES A DEUX COULEURS
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DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS ETENDONS LE MODELE STANDARD DU LASER A ELECTRONS LIBRES (LEL) AU CAS D'UN ONDULEUR DONT LE CHAMP MAGNETIQUE N'EST PLUS SIMPLEMENT SINUSOIDAL, MAIS COMPOSE D'UN NOMBRE QUELCONQUE D'HARMONIQUES, ET MONTRONS QUE CETTE GENERALISATION REVIENT SIMPLEMENT A REMPLACER LES COEFFICIENTS DE COUPLAGE USUELS AUX HARMONIQUES LASERS PAR DES COEFFICIENTS GENERALISES. APRES AVOIR INTRODUIT LES MODIFICATIONS INDUITES PAR CE NOUVEAU MODELE DANS SPECTRE, UN CODE DEVELOPPE POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DU LEL, NOUS ETUDIONS NUMERIQUEMENT, DANS UNE SECONDE PARTIE, DIFFERENTES CONFIGURATIONS MAGNETIQUES SUSCEPTIBLES DE PRODUIRE UN CHAMP LASER A DEUX HARMONIQUES. NOUS METTONS EN PARTICULIER EN EVIDENCE UNE STRUCTURE A DEUX SECTIONS, LA PREMIERE ETANT DE PERIODE TROIS FOIS PLUS PETITE QUE LA SECONDE, CAPABLE D'ENGENDRER UN RAYONNEMENT A DEUX HARMONIQUES, EN PROPORTIONS CONTINUMENT AJUSTABLES. DANS UNE QUATRIEME PARTIE, NOUS TIRONS PROFIT DE L'INSTALLATION DE BRUYERES-LE-CHATEL, ELSA, DECRITE EN TROISIEME PARTIE, POUR TESTER EXPERIMENTALEMENT UN CERTAIN NOMBRE DE CONCEPTS THEORIQUES. APRES AVOIR VERIFIE LA COHERENCE DES DONNEES FOURNIES PAR LA MACHINE A L'AIDE DE LA RELATION DE RESONANCE DU LEL, NOUS METTONS EN EVIDENCE, CONFORMEMENT AUX PREDICTIONS THEORIQUES ET NUMERIQUES, L'ELARGISSEMENT DES SPECTRES, A FORT RENDEMENT, ET LEUR CONVERGENCE VERS UN REGIME ASYMPTOTIQUE TURBULENT CARACTERISE PAR UNE BRILLANCE DE VALEUR UNIVERSELLE 0,8. NOUS EN PROFITONS POUR NOUS LIVRER AUX PREMIERES VERIFICATIONS EXPERIMENTALES DE LA LOI EXPRIMANT, DANS CE TYPE DE REGIME, LE RENDEMENT EN FONCTION DES DIFFERENTS PARAMETRES DU LEL. ENFIN, NOUS TIRONS PARTI DE LA MOTORISATION DES AIMANTS DE L'ONDULEUR STANDARD D'ELSA POUR ENTREPRENDRE QUELQUES ETUDES PARAMETRIQUES COMPLEMENTAIRES SUR LE TAPERING ET LA GENERATION DE SPECTRES A DEUX COULEURS
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LA PRESENTE ETUDE A POUR BUT DE CONTRIBUER A LA COMPREHENSION DE LA DYNAMIQUE SPECTRALE D'UN LASER A ELECTRONS LIBRES (LEL) EN REGIME COMPTON DANS LA LIMITE DES FAISCEAUX CONTINUS. ELLE COMPREND ESSENTIELLEMENT TROIS PARTIES. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS ETABLI UN FORMALISME INCLUANT UNE DESCRIPTION SPECTALE DU LEL. LES CHOIX REALISES ONT ALORS RENDU POSSIBLE LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE CE FORMALISME DANS UN CODE DE SIMULATION MULTIFREQUENCE. PUIS DANS UN SECOND TEMPS, APRES AVOIR VALIDE TRES PRECISEMENT CE CODE DANS DIFFERENTS REGIMES CONNUS, DES ETUDES SYSTEMATIQUES ONT ETE EFFECTUEES AFIN D'ANALYSER L'EVOLUTION ASYMPTOTIQUE DU SPECTRE. ENFIN, DES SIMULATIONS A FAIBLE BRUIT NUMERIQUE ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE UN PROCESSUS D'ELARGISSEMENT DU SPECTRE DONT ON A OBSERVE LES CONSEQUENCES DANS LES ETUDES PRECEDENTES. L'ANALYSE DES COUPLAGES NON LINEAIRES, AU MOYEN D'UNE THEORIE DE PERTURBATION, A PERMIS D'IDENTIFIER LE MECANISME SOUS-JACENT QUI, LOIN D'ETRE UN ARCTEFACT NUMERIQUE, S'AVERE ESSENTIEL DANS L'EVOLUTION SPECTRALE D'UN LEL DE PUISSANCE
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L'INTERACTION D'UN FAISCEAU D'ELECTRONS AVEC UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE EST LE PROCESSUS DE BASE DU LASER A ELECTRONS LIBRES (L.E.L.) ET DU MASER CERENKOV RELATIVISTE A PLASMA (M.C.R.P.). LA THESE ANALYSE CE PHENOMENE DANS LA PHASE LINEAIRE DE L'AMPLIFICATION. L'ETUDE DU L.E.L. REVELE L'INFLUENCE DU CARACTERE RELATIVISTE DU MOUVEMENT TRANSVERSE DU FAISCEAU D'ELECTRONS SUR LA LARGEUR DU SPECTRE DE L'EMISSION DU LASER. CE CARACTERE APPARAIT SOUS LA FORME DE TERMES NON DIAGONAUX DANS LE TENSEUR LIANT VITESSE ET QUANTITE DE MOUVEMENT PERTURBEES PAR L'ONDE DU LASER. L'ETUDE DU M.C.R.P. TIENT COMPTE DE LA STRUCTURE ELECTROMAGNETIQUE GLOBALE INDUITE PAR LA PRESENCE DU FAISCEAU D'ELECTRONS CE QUI PERMET D'INTERPRETER L'EMISSION SUR PLUSIEURS FREQUENCES OBSERVEE EXPERIMENTALEMENT. D'AUTRE PART, LE CHAMP ELECTRIQUE DANS LA ZONE D'INTERACTION EST CALCULE ET GRACE A LA PRISE EN COMPTE DE LA DEPENDANCE RADIALE DE SA PHASE, UNE CARTE DE LIGNES DE CHAMP EST PRESENTEE. PAR AILLEURS, UNE ETUDE EST MENEE SUR LES CHAMPS MAGNETIQUES REELS CREES PAR LES SOLENOIDES ET LES ONDULEURS HELICOIDAUX. D'UNE PART, L'ANALYSE MONTRE LA PRESENCE D'UNE COMPOSANTE TRANSVERSE DU CHAMP MAGNETIQUE TOUT AU LONG DU SOLENOIDE QUI A POUR CONSEQUENCE UNE DEFLEXION DES LIGNES DE CHAMP, ET D'AUTRE PART UN CHAMP PARASITE A L'ORIGINE DE L'ONDULEUR HELICOIDAL QUI EMPECHE LE LANCEMENT D'UN ELECTRON SUR UNE TRAJECTOIRE HELICOIDALE
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Cette étude a pour but de comprendre les conditions d'obtention de la pureté spectrale ultime du laser à électrons libres (lel) en régime compton dans la limite du faisceau continu. Elle a été menée autour du projet de lel en infrarouge lointain de Lille et du lel de puissance en infrarouge proche (elsa) du commissariat à l'énergie atomique. Notre démarche se divise en trois parties. D'abord, la transition entre un régime de spectre fin stable et un régime de spectre large instable a pu être clairement identifiée à la génération de raies satellites dans la phase de saturation du régime de spectre fin. Puis, un modèle semi-analytique, confrontant une approche analytique à la simulation numérique, a mis en évidence la dynamique des raies satellites y compris un régime transitoire ignore jusqu'à présent. La structure des raies satellites a été élucidée en régime asymptotique. Divers moyens d'assurer la transition entre spectre large et spectre fin ont été analysées. Ces méthodes consistent, soit à agir sur le champ laser par filtrage optique, soit à modifier l'interaction du champ laser et du faisceau d'électrons (tapering et onduleur à deux fréquences), ou encore à moduler l'énergie du faisceau d'électrons. Enfin, nos résultats ont été connectés au projet de Lille et aux expériences récentes
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LA RECHERCHE D'UNE GRANDE EFFICACITE DE CONVERSION D'ENERGIE ENTRE LE FAISCEAU D'ELECTRONS ET DE PHOTONS, DANS L'ONDULEUR DU LASER A ELECTRONS LIBRES, DEMANDE UNE CONNAISSANCE APPROFONDIE DE L'EVOLUTION DE LA QUALITE DE FAISCEAU. D'AUTANT PLUS QUE LA DUREE DE CELUI-CI EST DE QUELQUES DIZAINES DE PICOSECONDES, UN DOMAINE QUI EST MAL CONNU. LA DEGRADATION DE CETTE QUALITE EST DUE ESSENTIELLEMENT, AUX EFFETS DE CHAMP PROPRE DANS LA PHASE INITIALE DE L'ACCELERATION DES ELECTRONS. EN VUE D'OPTIMISER LA QUALITE DU FAISCEAU, UN MODELE ANALYTIQUE ET UNE SIMULATION NUMERIQUE SONT DEVELOPPES POUR ETUDIER L'EMISSION ET LA DYNAMIQUE DE FAISCEAUX COURTS D'ELECTRONS DANS LE DEBUT DE LA LIGNE ACCELERATRICE. LES PARTICULES ETANT SOUMISES A UNE ACCELERATION BRUTALE, NOUS DEVONS PRENDRE EN COMPTE LES EFFETS DE RETARD RELATIVISTE ET DE RAYONNEMENT. L'INTERACTION ENTRE LES ELECTRONS SERA DONC MODELISEE PAR LES POTENTIELS DE LIENARD-WIECHERT. L'EVOLUTION DES DIFFERENTES EMITTANCES (GRANDEURS CARACTERISANT LA QUALITE DE FAISCEAU), LA DISPERSION EN ENERGIE, L'ENVELOPPE DU FAISCEAU ET LA DENSITE DE COURANT MAXIMALE SONT ETUDIEES EN FONCTION DES PARAMETRES DU FAISCEAU ET DE LA LIGNE ACCELERATRICE. FINALEMENT, NOUS ETUDIONS L'INFLUENCE D'UNE LENTILLE MAGNETIQUE SUR LA QUALITE DU FAISCEAU MESUREE PAR LES DIVERSES EMITTANCES ET UNE COMPARAISON AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST FAITE
Author: Conference De Bendor Sur Les Lasers a Electrons Libres (1982: Bendor, France) Publisher: ISBN: Category : Free electron lasers Languages : en Pages : 404
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ELABORATION D'UN MODELE SYNTHETIQUE POUR LE LASER A FIBRE DOPEE NEODYME QUI PREND EN COMPTE LES VARIATIONS LONGITUDINALES DES VARIABLES DYNAMIQUES, LA POLARISATION DU CHAMP LASER ET LE CARACTERE MULTIMODE DU SPECTRE D'EMISSION. NOTRE ETUDE FAIT PAR AILLEURS LE LIEN ENTRE DEUX MODELES COURAMMENT UTILISES POUR DECRIRE LES PROPRIETES DE POLARISATION DE TELS LASERS. NOUS PROPOSONS UNE SOLUTION ANALYTIQUE APPROCHEE DU MODELE A L'ETAT STATIONNAIRE ET ETUDIONS THEORIQUEMENT L'INFLUENCE DE PARAMETRES, TELS QUE LA LONGUEUR DE CAVITE AINSI QUE LES DIFFERENTES ANISOTROPIES QUI CARACTERISENT LE MILIEU, SUR LE COMPORTEMENT EN POLARISATION DU LASER. LA PARTIE EXPERIMENTALE CONCERNE LA MESURE DES PARAMETRES ISOTROPES ET ANISOTROPES DU LASER, L'ETUDE DE L'OPTIMISATION DU COUPLAGE DE SORTIE EN FONCTION DE LA LONGUEUR DU LASER ET L'INFLUENCE D'UNE CONTRE-REACTION OPTIQUE SUR LES PROPRIETES STATIQUES ET DYNAMIQUES DU LASER.
Author: Ahmed Belasri Publisher: Springer Nature ISBN: 9811554447 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: DANIEL.. TOUATI
Author: DANIEL.. TOUATI
Author: JEAN-LUC.. FERRER
Author: MICHEL.. BIRAU
Author: Hervé Delbarre
Author: Jean-Louis Coacolo
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Author: Conference De Bendor Sur Les Lasers a Electrons Libres (1982: Bendor, France)
Author: Thierry Chartier
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Author: Ahmed Belasri