Figure 1
Croquis du montage expérimental avec la structure du modulateur et de l’analyseur et croquis du comportement de l’espace de phase des électrons. (a) Les électrons émis par laser sont focalisés au centre du canal de la première structure diélectrique d’accélération laser, composée de deux rangées de piliers, le modulateur. Une image MEB de la structure du modulateur et de l’analyseur est visible à l’arrière-plan de ce croquis. Après que les électrons se sont propagés à travers la structure de l’analyseur, leur énergie est mesurée à l’aide d’un spectromètre à déviation magnétique. (b) Croquis de l’évolution de la durée de l’impulsion électronique. À la source, la durée de l’impulsion des électrons ressemble à celle de l’impulsion laser UV de déclenchement (∼100 fs). Pendant la propagation dans la colonne d’électrons, les effets de trajectoire augmentent la durée de l’impulsion électronique jusqu’à environ 400 fs au niveau du modulateur. Le faisceau laser pulsé agissant sur chaque impulsion électronique entrante module l’énergie des électrons. Lors de la propagation ultérieure, la modulation de l’énergie entraîne une modulation de la densité. Au foyer temporel, la durée minimale de l’impulsion électronique de chaque bouquet est atteinte. La position du foyer temporel dépend de l’amplitude de la modulation d’énergie dans le modulateur. On voit ici le microbunching à la position de l’analyseur. (c) Esquisse de l’évolution de l’espace de phase pendant la dérive des électrons. L’axe vertical désigne l’énergie des électrons tracée sur un cycle (-π⋯π≡6,45 fs). Les électrons plus rapides et de plus haute énergie rattrapent les électrons plus lents, formant ainsi le train d’impulsions microbunches. (d) Exemple de spectrogramme des électrons après interaction dans le modulateur uniquement (intensité laser de 3×1011 W cm-2). La courbe rouge montre l’élargissement homogène à l’intérieur de la région rouge. (e) Exemple de spectrogramme avec la structure du modulateur et de l’analyseur illuminée (1,5×1010 W cm-2 dans le modulateur, 2,5×1010 W cm-2 dans l’analyseur). La périodicité avec la période optique de 6,45 fs et les caractéristiques de durée de cycle sous-optique sont clairement visibles.
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