[en] The present thesis consists of the design and construction of an X-ray source through the interaction of an ultra-intense laser with a solid and/or liquid target. Specifically, the laser technology suitable for this purpose has been investigated, the characteristics of the laser-matter interaction have been studied and possible applications of the generated X-radiation (and accelerated electrons) have been explored. Nowadays, the development of sources of ionizing radiation through laser-matter interaction has allowed access to pulsed X-ray beams with ultra-short duration and extreme instantaneous fluxes. This implies the possibility of studying the interaction of X-rays with matter in regimes impossible to reach by conventional sources. This thesis aims, on the one hand, to develop a laser driven X-ray source of extreme flux that allows future studies on non-linear damage. And on the other hand, to explore possible improvements to this type of source that allow greater stability, make them more profitable and easier handling than currently available. In this sense, the use of a liquid jet for the production of X-rays has been analysed in order to solve the drawbacks of solid targets. This type of targets allows to maintain a profile of stable density shot to shot and consequently a reproducible X-ray production. After the development of the X-ray source, its possible applications have been studied. In particular, it has been analysed how it can be used to perform X-ray fluorescence experiments.

[es] La presente tesis consiste en el dise?o y construcci?n de una fuente de rayos X mediante la interacci?n de un l?ser ultraintenso con un blanco s?lido y/o l?quido. M?s concretamente, se ha investigado la tecnolog?a l?ser adecuada a este n, se han estudiado las caracter?sticas de la interacci?n l?ser-materia y se han buscado posibles aplicaciones de la radiaci?n X (y electrones) generados. Hoy en d?a, el desarrollo de fuentes de radiaci?n ionizante mediante interacci?n l?ser-materia ha permitido tener acceso a haces pulsados de rayos X con duraci?n ultracorta la radiaci?n producida hereda las caracter?sticas del l?ser que la genera- y ujos instant?neos extremos. Esto supone la posibilidad de estudiar la interacci?n de rayos X con la materia en unos reg?menes imposibles de alcanzar por fuentes convencionales. Mientras que un pulso de rayos X generado por l?ser tiene una duraci?n de cientos de femtosegundos o unos de pocos picosegundos, un tubos de rayos X convencional produce pulsos en el r?gimen de los microsegundos. As? mismo, los ujos instant?neos alcanzados maximizan los posibles efectos no-lineales, es decir, una serie de efectos que suceden cuando una gran concentraci?n de fotones da lugar a que dos, o m?s, fotones interaccionen simult?neamente sobre la materia. Si nos concentramos en la producci?n de rayos X por l?ser, hoy en d?a podemos encontrar montajes relativamente sencillos capaces de producir pulsos de rayos X usando intensidades l?ser moderadas (en el rango de 1016 1017W=cm2). En estos montajes, t?picamente un l?ser de femtosegundo es focalizado en un blanco s?lido produciendo en los primeros instantes la ionizaci?n de la muestra. Cuando la parte principal del pulso llega, el l?ser interacciona con un plasma en expansi?n m?s que con el target s?lido en s . En esta interacci?n, los electrones son extra?dos del plasma por el campo el?ctrico del l?ser, acelerados y reinyectados en ?l. En este proceso, se produce tanto radiaci?n de Bremsstrahlung, por la p?rdida repentina de energ?a de los electrones reinyectados, as? como rayos X caracter?sticos del material del target, por la creaci?n de vacantes en las capas internas de los ?tomos del material que son r?pidamente ocupadas por los electrones en capas superiores. Los rayos X as? producidos tienen inherentemente las caracter?sticas temporales del pulso l?ser. Aunque el montaje para obtener una fuente de pulsos ultracortos de rayos X generados por l?ser es relativamente sencillo, no est? exento de inconvenientes. Si se usa un blanco s?lido, es necesario mover el blanco para que el siguiente pulso del l?ser encuentre una zona limpia del material y la producci?n de radiaci?n sea e ciente. Esto limita la reproducibilidad de la producci?n de rayos X debido a que hay que asegurar las mismas condiciones en el movimiento del blanco. As? mismo, la zona de material sin utilizar es limitada, y eventualmente el blanco debe ser sustituido. As? pues, uno de los requisitos para futuros desarrollos desde el punto de vista de la tecnolog?a l?ser es la de disponer de fuentes de radiaci?n ionizante con mayor control de las caracter?sticas de la radiaci?n, fuentes m?s amigables para el usuario y suficientemente robustas para permitir medidas sistem?ticas