Amplification laser et diagnostic temporel de paquets d'électrons ultra-relativistes en interaction laser-plasma

La thèse dont ce manuscrit fait l objet traite de deux des possibles applications de l interaction d un laser intense avec la matière. La première de ces applications est l utilisation d un plasma pour catapulter des particules à des énergies relativistes. Un plasma peut en effet supporter des champs électriques cent, voir mille fois supérieurs à ceux dans les matériaux classiques. Les lasers de puissance permettent d exploiter cette capacité en engendrant d importants champs électriques de sillage afin d accélérer des électrons. Dans le présent manuscrit est étudié en particulier la mise ne place d un nouveau diagnostic de mesure de durée pour les faisceaux d électrons obtenus. Le diagnostic est basé sur une technique électro-optique et possède une excellente résolution. Son étude, sa mise en place, ses tests et ses premiers résultats sont présentés. La seconde application que couvre ce manuscrit est l utilisation d un plasma comme amplificateur laser, en régime dit de super-radiance. En effet, un amplificateur laser est un élément capable de transférer de l énergie d une source extérieure vers l impulsion laser qui le traverse. Or un plasma, par le biais des ondes qu il véhicule, est capable de réaliser ce transfert, tout en supportant des intensités bien supérieures aux techniques d amplification traditionnelles. Si ce domaine d étude est encore récent, sa maîtrise constitue pourtant un des développements clé qui pourrait conduire la technologie laser vers des seuils d intensité encore jamais atteint.The present thesis relates of two specific applications of the laser-matter interaction scheme.The first of those applications is using a plasma as a relativistic particles accelerator. A plasma can actually support electric fields far beyond what classical materials are capable of. High intensity lasers can be used to generate large electric wake fields in order to accelerate electrons. The thesis discuss of such experiments and in particular of the integration of a new diagnostic to mesure the duration of the produced electron beams. The diagnostic is based on an electro-optic technic and has a very good resolution. Study, setup and first results are presented.The second application covered is the use of a plasma as a laser amplificator, in the so-called regime of super-radiance. Actually, a plasma is capable of transfering large amounts of energy from a laser beam to another via the waves it carries. Developping such a technic could be usefull to achieve laser intensities far beyond the actual limits. This field of study is only at its beginings, but some first results are presented.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF