LASERS À ÉLECTRONS LIBRES

Conditions d'obtention du rayonnement laser

Si le processus d'amplification a tendance à se produire spontanément, il est nécessaire de préparer le faisceau d'électrons, l'onduleur et la cavité optique avec un soin particulier si l'on veut obtenir une émission laser. En pratique, il faut, le plus souvent, construire un accélérateur spécialement conçu à cet effet, dont le coût augmente avec l'énergie des photons que l'on souhaite produire. Plus la longueur d'onde que l'on veut atteindre est courte, plus le faisceau d'électrons doit être dense et peu divergent. Cette condition devient très difficile à remplir dans le domaine des rayons X et a contribué à stimuler la recherche sur les faisceaux d'électrons de haute énergie.

Historiquement, la faisabilité du LEL a été démontrée par l'équipe de John Madey de l'université Stanford (États-Unis) en 1977 et a entraîné de nombreuses recherches sur les accélérateurs de particules, un des éléments indispensables aux LEL. Pendant que certaines équipes scientifiques, notamment celle de Madey, construisaient les premières installations dans le domaine spectral de l'infrarouge, d'autres poursuivaient la réalisation de prototypes aux courtes longueurs d'onde en utilisant le phénomène SASE sur des accélérateurs linéaires.