Abstract FR:

Ce travail s'inscrit dans l'activite de developpement du laser a electrons libres (lel) installe sur l'anneau de stockage (as) super-aco d'orsay et vise a elargir le domaine d'application de ce nouveau type de laser, theoriquement accordable sur tout le domaine spectral. L'etude a porte sur la dynamique du faisceau d'electrons en particulier pour le fonctionnement avec une cavite radio frequence harmonique a 500 mhz. Les caracteristiques geometriques de la cavite optique ont aussi ete etudiees en detail afin d'optimiser le recouvrement transverse entre le faisceau laser et le faisceau d'electrons. Une partie importante du travail est l'etude et la caracterisation optique des miroirs multicouches dielectriques de la cavite optique. Un systeme complet de caracterisation optique a ete mis au point afin de suivre l'evolution des caracteristiques optiques des miroirs pendant le fonctionnement du laser. En particulier un systeme de mesure de l'absorption totale et de la rugosite de surface des miroirs ont ete developpes. Une autre partie fondamentale est l'etude detaillee de la dynamique du laser et, en particulier, du mecanisme d'interaction entre l'impulsion lumineuse et le paquet d'electrons menant a la saturation. Ce mecanisme a ete precise a l'aide d'un nouveau modele d'interaction dont certaines predictions ont ete verifiees experimentalement. Les performances du laser ont ete considerablement augmentees grace aux ameliorations du cote du gain et, a la fois, du cote des miroirs. La puissance de sortie a ete augmentee d'un facteur 5, et le domaine spectral de fonctionnement du laser a ete elargi avec l'oscillation a 300 nm. L'experience acquise su super-aco a permis d'evaluer les performances de lels installes sur des as de nouvelle generation comme le projet francais soleil et celui italien elettra. Une source interessante de faisceau gamma a ete produite par un processus de retro-diffusion compton entre le lel et un paquet d'electrons relativistes.