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Les agrégats de gaz rares constituent un état de la matière intermédiaire entre les cibles solides massives et les atomes en phase gazeuse. Il a été démontré que les agrégats irradiés sont sources d'ions, d'électrons, de neutrons ainsi que de rayonnement allant du visible aux X durs. Cette source peut-être produite avec un taux de répétition élevé et a l'avantage de ne pas produire de débris, dommageables pour les optiques notamment, et de présenter une très forte conversion de l'énergie laser incidente. Nous nous intéressons au rayonnement X particulièrement, en le caractérisant en intensité, spectre et durée, comme préalable à toute application de cette source X et comme moyen privilégié d'étude de la physique des plasmas nanométriques chauds et denses. En collaboration avec l'INRS-Énergie (Varenne, Qc, Canada), nous avons mis en œuvre une caméra à balayage de fente dont la résolution temporelle est de 800 fs rms. En focalisant des impulsions laser courtes (30 fs – 5 ps) et intenses (jusqu'à 1017W/cm$^{2})$sur des agrégats d'argon dont le rayon varie de 15 à 30 nm, nous avons démontré que l'émission X dont l'énergie est supérieure à 2 keV est plus courte que 2 ps, limité par la résolution temporelle. En couplant la caméra à un cristal tronconique, dont la conception a été réalisée au LULI (Palaiseau, France), nous nous sommes intéressés au rayonnement de couche K dans la gamme 2,9 - 3,2 keV. Nous avons démontré que ce rayonnement a une durée inférieure à 3 ps (limite de la résolution temporelle), et que les raies étaient émises avec un écart relatif inférieur à 1 ps. Une simulation basée sur le modèle nano-plasma proposé par T. Ditmire et sur le code collisionnel-radiatif Transpec a été développée au CELIA. Les spectres X résolus en temps calculés reproduisent à la fois la brièveté d'émission du rayonnement X et les états de charge élevés observés.

Interaction of femtosecond (30 fs – 5 ps) and intense (up to 1017W/cm$^{2})$laser pulses with Ar clusters (180 to 350 Å radius) has been studied. The laser absorption and the cluster heating have been measured using different diagnostics, demonstrating the production of very hot and dense plasmas, in the keV range. A special attention has been devoted to the K-shell x-ray emission spectra (2.9–3.3 keV). X-ray emission has been observed from ions in very high charge states (Ar$^{16 + })$. Time-resolved measurements have been performed, giving evidence, for the first time, of extremely short x-ray pulses (${<}$3 ps). Simulations based on both an hydrodynamic model and collisional-radiative atomic physics reveal an extremely brief x-ray emission burst (down to the sub-picosecond) consistent with measurements.

Solid target experiments carried out on copper targets with both p- and s-polarized 130 fs Ti:Sapphire laser pulses at intensities of $3 \times 10^{16}$W/cm2indicate the presence of hot electron jets with electron energies of 80 to over 250 keV and cone angles of the order of 10 degrees at the higher energies with directions dependent on the incident polarization. For comparison, studies on an Argon cluster jet targets with 50 fs duration Ti:Sapphire laser pulses at vacuum intensity of 1017W/cm2indicated no detectable hot electron jet emission with electron energies above 50 keV. A 2D PIC simulation of the p-polarized solid target interaction predicts features similar to those observed experimentally.

Les agr?gats de gaz rares constituent un ?tat de la mati?re interm?diaire entre les cibles solides massives et les atomes en phase gazeuse. Il a ?t? d?montr? que les agr?gats irradi?s sont sources d'ions, d'?lectrons, de neutrons ainsi que de rayonnement allant du visible aux X durs. Cette source peut-?tre produite avec un taux de r?p?tition ?lev? et a l'avantage de ne pas produire de d?bris, dommageables pour les optiques notamment, et de pr?senter une tr?s forte conversion de l'?nergie laser incidente. Nous nous int?ressons au rayonnement X particuli?rement, en le caract?risant en intensit?, spectre et dur?e, comme pr?alable ? toute application de cette source X et comme moyen privil?gi? d'?tude de la physique des plasmas nanom?triques chauds et denses. En collaboration avec l'INRS-?nergie (Varenne, Qc, Canada), nous avons mis en ?uvre une cam?ra ? balayage de fente dont la r?solution temporelle est de 800?fs rms. En focalisant des impulsions laser courtes (30?fs ? 5?ps) et intenses (jusqu'? 1017?W/cm2) sur des agr?gats d'argon dont le rayon varie de 15 ? 30?nm, nous avons d?montr? que l'?mission X dont l'?nergie est sup?rieure ? 2?keV est plus courte que 2?ps, limit? par la r?solution temporelle. En couplant la cam?ra ? un cristal tronconique, dont la conception a ?t? r?alis?e au LULI (Palaiseau, France), nous nous sommes int?ress?s au rayonnement de couche K dans la gamme 2,9 - 3,2?keV. Nous avons d?montr? que ce rayonnement a une dur?e inf?rieure ? 3?ps (limite de la r?solution temporelle), et que les raies ?taient ?mises avec un ?cart relatif inf?rieur ? 1?ps. Une simulation bas?e sur le mod?le nano-plasma propos? par T. Ditmire et sur le code collisionnel-radiatif Transpec a ?t? d?velopp?e au CELIA. Les spectres X r?solus en temps calcul?s reproduisent ? la fois la bri?vet? d'?mission du rayonnement X et les ?tats de charge ?lev?s observ?s.

Solid target experiments carried out on copper targets with both p- and s-polarized 130 fs Ti:Sapphire laser pulses at intensities of 3 ?1016 W/cm2 indicate the presence of hot electron jets with electron energies of 80 to over 250 keV and cone angles of the order of 10 degrees at the higher energies with directions dependent on the incident polarization. For comparison, studies on an Argon cluster jet targets with 50 fs duration Ti:Sapphire laser pulses at vacuum intensity of 1017 W/cm2 indicated no detectable hot electron jet emission with electron energies above 50 keV. A 2D PIC simulation of the p-polarized solid target interaction predicts features similar to those observed experimentally.

Interaction of femtosecond (30 fs ? 5 ps) and intense (up to 1017 W/cm2) laser pulses with Ar clusters (180 to 350 ? radius) has been studied. The laser absorption and the cluster heating have been measured using different diagnostics, demonstrating the production of very hot and dense plasmas, in the keV range. A special attention has been devoted to the K-shell x-ray emission spectra (2.9?3.3 keV). X-ray emission has been observed from ions in very high charge states (Ar16 + ). Time-resolved measurements have been performed, giving evidence, for the first time, of extremely short x-ray pulses (<3 ps). Simulations based on both an hydrodynamic model and collisional-radiative atomic physics reveal an extremely brief x-ray emission burst (down to the sub-picosecond) consistent with measurements.