Actualité du mois page 2

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Imagerie X Médicale au LOA

Edité le 06/03/2015

Un programme européen FET Open sur l'imagerie médicale par rayons X a été attribué au LOA début Mars 2015. Le projet, appelé VOXEL (Volumetric medical X-ray imaging at extremely low dose), fait partie du programme-cadre européen Horizon 2020 "Research and Innovation actions for Future and Emerging Technologies". Coordonné par IST (Portugal), le projet rassemble des équipes de recherche de France (LOA, Imagine Optic, LIDyL), Pays-Bas (CWI), Italie (CNR) et l'Espagne (UPM). Ph. Zeitoun pilote la partie française au LOA.


Résumé du projet: 

Computerized Tomography (CT) has been one of the greatest achievements in medical imaging, but at the cost of a high, potentially harmful, X-ray irradiation dose. The ultimate goal of VOXEL is to provide an alternative to tomography with a disruptive technology enabling 3D X-ray imaging at very low dose. VOXEL aims at prototyping new cameras working in the soft and hard X-rays (< 10 keV) that will combine the X-ray penetration and nanometre spatial resolution, easiness to use, afforded by avoiding the rotation of the source or the sample, and extremely low dose for maximum impact on medicine and biology. 
VOXEL relies on the integration of trans-disciplinary fields in medical imaging, optics, X-ray physics, applied mathematics and value to society through foreseeable commercialization. VOXEL aims at prototyping in parallel a soft X-ray “water window” microscope and a hard X-ray 3D camera for medical applications (< 10 keV). While both cameras need groundbreaking development in the underlying physics, only hard X-ray camera has high technological risk (and high societal impact). VOXEL will benefit from the soft X-ray camera thanks to its Biological applications in nano-tomography but also as a test platform for our physical and mathematical models.

The VOXEL team members are leaders in X-ray metrology, wavefront sensing, atomic physic, mathematical computing and 3D medical imaging; with VOXEL we are uniquely positioned to succeed, and to raise the competitiveness of Europe. Doing so by basing the research lead in Portugal with a woman coordinator will be exemplary: beyond the scientific and technological success, thanks to our focus in science and its valorisation, VOXEL will be transformative for scientifically emerging countries.

Nouvelle ERC Proof of Concept au LOA

Edité le 22/01/2015

22 janvier 2015 - Un projet ERC Proof de Concept (POC) a été attribué au LOA (V. Malka) sur le développement de technologies innovantes pour la détection du cancer à un stade précoce. Le projet inclut les dévéveloppements scientifiques de plusieurs chercheurs du laboratoire dont K. Ta Phuoc, C. Thaury et S. Corde. Des sources d'électrons énergétiques produites par des accélérateurs plasma-laser les plus avancées seront utilisées pour générer un faisceau de rayons X accordable et améliorer de manière significative la résolution spatiale en imagerie d'objets biologiques à faible contraste.

Les bourses ERC POC soutiennent une recherche à haut risque / gain élevé aux frontières de la connaissance. L'objectif est de générer de nouvelles opportunités pour des applications commerciales et sociétales. Il aide les titulaires de projets ERC (Advanced Grant ici) à combler le fossé entre la recherche et la première étape d'une innovation commercialisable.

C'est le cinquième projet ERC obtenus par les équipes du LOA. 

Prix E. Fabre pour le LOA

Edité le 15/09/2014

 Stéphane SEBBAN, Directeur de Recherche CNRS au Laboratoire d'Optique Appliquée (LOA), est lauréat du prix international E. Fabre pour ses travaux pionniers sur le laser à rayons X produit lors de l'interaction entre un laser femtoseconde intense avec un plasma. Ce prix lui est remis le 16 septembre 2014 lors de la conférence internationale ICPP'2014 à Lisbonne. Le prix E. Fabre récompense des chercheurs confirmés ayant une activité de recherche de moins de 15 ans après leur thèse sur  la physique et le développement de la communauté scientifique pour la fusion par confinement inertielle (COST Action MP1208).

SAPHIR donne ses premiers protons énergétiques

Edité le 27/03/2014

SAPHIR donne ses premiers protons énergétiques -

Le projet SAPHIR a pour finalité l’étude de la faisabilité de la production par laser d’un faisceau de protons de 200 à 240 MeV destiné au traitement du cancer. Cette technique, qui est déjà utilisée au centre de protonthérapie d’Orsay (CPO) de l’Institut Curie, permet un traitement efficace du cancer, mais elle reste onéreuse et tout développement qui réduirait le coût de cette approche serait bénéfique. L’approche par laser, si elle est démontrée, répondrait à un besoin sociétal important. 5 laboratoires et institutions français (LOA, CPO/Institut Curie, Institut Gustave Roussy, CEA DAM / LIRM et CEA Saclay IRAMIS) et 4 partenaires industriels (Amplitude Technologies, Dosisoft, Imagine Optic et Propulse SAS), interviennent dans SAPHIR, projet interdisciplinaire, qui relie physique, biologie, oncologie, une large part étant faite aux transferts de technologie de la recherche fondamentale vers l'industrie.

Le système expérimental est installé sur le site du LOA à Palaiseau. Il a été récemment mis en service et les premiers protons énergétiques ont pu être produits à partir d'expériences de validation de la chaine expérimentale. Des protons de 5 MeV ont été obtenus avec une énergie laser de 3J sur cible et une durée d'impulsion de 40 fs. La montée en puissance du laser va permettre d'étudier les conditions pour produire les protons de plusieurs centaines de MeV.

Légende de l'image: Traces de parabole Thomson montrant des protons accélérés d'une cible
solide (6 micromètres d'épaisseur) et quatre traces d'ions carbone (C+ à C4+).
 

 

ERC Senior Grant au LOA

Edité le 23/07/2013

Victor Malka, responsable du groupe de recherche SPL au LOA vient d'être lauréat de la prestigieuse bourse Européenne ERC, appel d'offre 2013. L'objectif du projet nommé X-5 est de démontrer la faisabilité de sources de rayonnement énergétique de 5ème génération - compactes et de coûts réduits - afin de répondre à la demande croissante de la communauté scientifique. Ces sources innovantes seront produites à l’aide d’accélérateurs d'électrons énergétiques par plasma laser couplés à des onduleurs magnétiques à aimants permanents ou à des onduleurs plasmas. Une forte collaboration avec les équipes du Synchrotron SOLEIL fait partie du projet. C'est la 4ème bourse ERC attribuée aux équipes du LOA.

Les bourses ERC Advanced Grants permettent à des chercheurs exceptionnels à la réputation établie, quels que soient leur nationalité et leurs âges, de mener des projets novateurs à haut risque qui ouvrent de nouvelles voies dans leur discipline de spécialisation ou dans d’autres domaines.
Ces subventions sont destinées aux chercheurs qui ont déjà fait leurs preuves en tant qu’éminents chercheurs indépendants.

Premiers tirs pour le nouveau laser Salle Jaune

Edité le 18/06/2013

Après 1 an et demi d'arrêt et de travail intense des équipes de soutien technique et de chercheurs pour réaliser un très gros programme de jouvence, l'installation laser Salle Jaune du LOA et ses sites expérimentaux viennent d'effectuer les premiers tirs sur cible.

Des premières expériences d'interaction laser-matière ont été réalisées sur l'accélération d'électrons énergétiques (illustration: 3 spectres d'électrons autour de 400 MeV correspondant à 3 tirs laser consécutifs) et la génération de rayonnement X ultrabref. Il est remarquable que ces premiers résultats tests de physique de l'interaction aient été obtenus seulement quelques minutes après avoir transporté et focalisé sur cible pour la première fois depuis l'arrêt du site le laser dans l'enceinte expérimentale, indiquant une très grande qualité des propriétés du faisceau laser et des paramètres d'interaction.

Le laser délivre maintenant une puissance de 120 TW sur cible distribuée sur plusieurs faisceaux. Il va permettre de réaliser des expériences complexes de physique des plasmas grâce à ses nombreux faisceaux synchronisés spatialement et temporellement et ses 3 nouveaux sites expérimentaux.

Ce projet a été financé par l'ENSTA, L'Ecole Polytechnique, le CNRS et de nombreux contrats dont un contrat européen ERC et des ANR du Ministère de la Recherche.

Emission cillaire de plasma-laser

Edité le 13/03/2013

 Des impulsions lumineuses ultrabrèves intenses qui peuvent sculpter précisément des matériaux solides peuvent aussi générer des motifs arc en ciel éblouissants qui révèlent des informations très précises sur l'endomagement de la surface de matériaux.

 
Ce nouveau phénomène d'optique non linéaire vient d'être découvert par les équipes du Laboratoire d'optique Appliquée (LOA) à partir de l'interaction entre un laser intense ultrabref et un solide transparent: la lumière blanche ciliaire. Ce processus est produit lors de l'ablation laser de matériaux diélectriques transparents. Il a pu être observé dans 14 matériaux différents dont les verres, les cristaux, et les polymères. Ce phénomène est aussi universel à l'égard de polarisation du laser, la durée d'impulsion, et la géométrie de la focalisation. Il est produit par la diffraction non linéaire de la lumière laser générée par le cratère d'ablation formé de nanostructures. Il apporte une information riche sur le profil des dommages créés à la surface et sur la dynamique de la morphologie de la surface ayant subi une ablation. Il permet d'observer en temps réel et in situ le procédé d'ablation par laser. Cet effet, étonnamment négligé jusqu'à présent, pourrait offrir un moyen très efficace de controle du processus d'ablation laser,  qui est une technique utilisée dans des domaines aussi variés que la chirurgie dentaire ou la préservation de l'art.

 

Référence:

American Physical Society - Physics

- Ciliary White Light: Optical Aspect of Ultrashort Laser Ablation on Transparent Dielectrics
Yi Liu, Yohann Brelet, Zhanbing He, Linwei Yu, Sergey Mitryukovskiy, Aurélien Houard, Benjamin Forestier, Arnaud Couairon, and André Mysyrowicz
Phys. Rev. Lett. 110, 097601 (2013)

 

Stabilité des faisceaux d'électrons laser-plasma

Edité le 07/02/2013

 Les accélérateurs laser-plasma peuvent produire des faisceaux d'électrons de qualité, jusqu'à des énergies de plusieurs giga-électron-volts, à partir de modules d'accélération de seulement quelques centimètres. Les propriétés de ces faisceaux d'électrons et de la stabilité des accélérateurs sont largement déterminées par la phase d'injection des électrons dans l'accélérateur. Le mécanisme le plus simple d'injection est l'auto-injection, dans lequel le processus de sillage laser est assez fort pour piéger les électrons du plasma froid dans la cavité accélératrice. Le principal inconvénient de cette méthode est son manque de stabilité  tir-à-tir. Les chercheurs du LOA viennent de démontrer l'existence de deux mécanismes différents d'auto-injection. L'auto-injection transversale, qui conduit à une faible stabilité et à de mauvaises qualités des faisceaux d'électrons en raison d'une forte dépendance avec le profil d'intensité de l'impulsion laser; et l'auto-injection longitudinale, qui est observée pour la première fois, et qui conduit à une accélération beaucoup plus stable et une meilleure qualité des faisceaux d'électrons. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Communications, 19 février 2013.

Le Phare Attoseconde

Edité le 18/12/2012

Nature Photonics Décembre 2012 - La dynamique des électrons au sein des atomes et des molécules est extrêmement rapide (ordre de grandeur : l'attoseconde, soit 10-18 s). Un moyen d’étudier ces phénomènes consiste à utiliser des impulsions de lumière ultra-brèves, uniques et bien caractérisées à cette échelle de temps. Grâce à la démonstration réalisée au par les chercheurs du  Laboratoire d'Optique Appliquée (LOA, CNRS/ENSTA-Paris Tech/École polytechnique) et du CEA-IRAMIS sur une de installations lasers ultrabref et intense du LOA, il est possible de disposer aujourd'hui d'une source de lumière unique. Ces résultats sont publiés dans Nature Photonics, le 1er décembre 2012. 

L'effet observé ouvre de nouvelles perspectives pour la jeune science attoseconde, en plein développement depuis 10 ans. En permettant d’obtenir, à partir d’une seule impulsion laser, plusieurs impulsions attoseconde isolées, sous forme de faisceaux bien séparés angulairement et parfaitement synchrones, les « phares » attoseconde constituent des sources de lumière idéales pour de futures expériences pompe-sonde visant à étudier la dynamique électronique dans la matière.

Lire le communiqué de presse

Nouveau coordinateur LaserLab

Edité le 05/11/2012

 Claes-Göran Wahlström du Lund Laser Centre à l'Université de Lund, en Suède, a été élu nouveau Coordonnateur du LASERLAB-EUROPE, le consortium européen des centres laser. Il succède à Wolfgang Sandner, Max-Born-Institut, Berlin, qui a dirigé le consortium et son évolution à travers plusieurs programmes-cadres successifs de l'UE, à commencer par le réseau thématique FP5 LaserNet en 2001. Le consortium compte manitenant 28 institutions partenaires, comprenant, en collaboration avec les sous-traitants, 19 pays européens. LASERLAB 3 vient d'être financé par l'Union européenne pour la période 2012 à 2015.
Claes-Göran Wahlström est professeur de physique à l'Université de Lund, où il est le responsable de la Division de Physique Atomique, au Département de physique, et du Centre de Lund Laser. Ses recherches concernent la physique de l'interaction laser-matière à ultra-haute intensité, et l'accélération de particules par laser plus particulièrement. Depuis 2010, il est membre de l'Académie royale suédoise des sciences.
 Dans son discours d'investiture lors de l'Assemblée Générale du consortium à Munich le 25 Octobre 2012, Claes-Göran Wahlström a remercié Wolfgang Sandner pour ses réalisations, dont notamment le fait d'avoir pu réunir deux communautés laser: les «infrastructures laser à haute énergie» et les «installations laser analytiques». Il a également souligné les différentes possibilités pour la poursuite du développement du consortium dans l'avenir et son engagement à mener LASERLAB-EUROPE vers un avenir fructueux et durable.
Les partenaires LASERLAB-EUROPE ont félicité Claes-Göran Wahlström pour son élection et lui souhaitent le meilleur pour la coordination du réseau. Ils ont également remercié Wolfgang Sandner qui assumera de nouvelles tâches à ELI-Europe (ESFRI-"Extreme Light Infrastructure"), qui représente le premier projet laser international. Claes-Göran Wahlström sera assisté dans ses nouvelles fonctions par le Forschungsverbund de Berlin, l'entité morale titulaire de l'accord de subvention avec LASERLAB et la CE, et par le bureau LASERLAB Berlin, qui ont tous deux continueront dans leurs fonctions.

Le LOA fait partie du consortium depuis son démarrage, il y a plus de 10 ans. Il joue un rôle actif dans les programmes de recherche et d'accès aux facilités laser ainsi que dans le pilotage du consortium avec sa récente élection au Management Board.

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