CONTRIBUTION A LA MESURE DES DENSITES ELECTRONIQUES DANS UN PLASMA CREE LORS DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU LASER AVEC UNE CIBLE PLANE PDF Download
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Author: BERNARD.. VISENTIN
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Languages : fr
Pages : 115
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Book Description
LA METHODE DE DIAGNOSTIC UTILISEE REPOSE SUR LA MESURE DE LA REFRACTION SUBIE PAR UN FAISCEAU LASER DE SONDAGE (LAMBDA ::(S)=0,633 MU M) A LA TRAVERSEE DU MILIEU. ON A OBSERVE ET PHOTOGRAPHIE LA TACHE DE REFRACTION OBTENUE. L'ANALYSE DES PHOTOGRAPHIES A PERMIS DE TRACER LES PROFILS DE DENSITE RECHERCHES A PLUSIEURS INSTANTS DE L'EVOLUTION DU PLASMA. ON A MESURE UN RAIDISSEMENT DE GRADIENT DU A LA PRESSION DE RADIATION QUI S'EXERCE PENDANT TOUTE LA DUREE DE L'IMPULSION LASER CREATRICE, AINSI QUE L'EVOLUTION DANS LE TEMPS DE CERTAINES ISODENSITES
Author: BERNARD.. VISENTIN
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Pages : 115
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LA METHODE DE DIAGNOSTIC UTILISEE REPOSE SUR LA MESURE DE LA REFRACTION SUBIE PAR UN FAISCEAU LASER DE SONDAGE (LAMBDA ::(S)=0,633 MU M) A LA TRAVERSEE DU MILIEU. ON A OBSERVE ET PHOTOGRAPHIE LA TACHE DE REFRACTION OBTENUE. L'ANALYSE DES PHOTOGRAPHIES A PERMIS DE TRACER LES PROFILS DE DENSITE RECHERCHES A PLUSIEURS INSTANTS DE L'EVOLUTION DU PLASMA. ON A MESURE UN RAIDISSEMENT DE GRADIENT DU A LA PRESSION DE RADIATION QUI S'EXERCE PENDANT TOUTE LA DUREE DE L'IMPULSION LASER CREATRICE, AINSI QUE L'EVOLUTION DANS LE TEMPS DE CERTAINES ISODENSITES
Author: Maher el- Tamer
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Languages : fr
Pages : 170
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DANS CETTE THESE, NOUS PRESENTONS L'OBSERVATION ET LA DETERMINATION DES PROFILS DE DENSITES ELECTRONIQUES DES PLASMAS DENSES CREES SUR DES MICRO-SPHERES, EN SILICIUM, PAR UN FAISCEAU LASER A NEODYME DE LONGUEUR D'ONDE LAMBDA =1060 NM, AYANT DES IMPULSIONS DE 100 PS DONT L'INTENSITE EST DE L'ORDRE DE 10**(15) W/CM**(2). LES TECHNIQUES UTILISEES SONT L'INTERFEROMETRIE-HOLOGRAPHIQUE ET L'INTERFEROMETRIE PAR PRISME DE WOLLASTON. LES MONTAGES EXPERIMENTAUX SONT PRESENTES. LE FAISCEAU SONDE UTILISE A UNE LONGUEUR D'ONDE DE 633 NM CHOISI POUR MINIMISER L'EFFET DE LA REFRACTION DU AUX GRADIENTS DE DENSITES. LES INTERFEROGRAMMES OBTENUS SONT ENREGISTRES SUR DES FILMS. POUR ANALYSER LES DIAGRAMMES, NOUS AVONS FAIT RECOURS A L'INVERSION D'ABEL POUR REMONTER A LA DENSITE ELECTRONIQUE DONT ON PRESENTE LES PROFILS. L'EFFET DE LA REFRACTION SERA ENCORE DISCUTE
Author: Séréna Bastiani-Ceccotti
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Languages : fr
Pages : 260
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DANS CETTE THESE NOUS AVONS ETUDIE EN DETAIL LES MECANISMES D'ABSORPTION DE L'ENERGIE LASER LORS DE L'INTERACTION D'UN LASER SUB-PICOSECONDE AVEC UNE CIBLE SOLIDE. LA SPECTROSCOPIE X DES RAIES DE RESONANCE ET DE LEURS SATELLITES NOUS A PERMIS DE CONNAITRE LES PARAMETRES DU PLASMA (DENSITE ET TEMPERATURE). EN VUE DE LA REALISATION D'UNE SOURCE X D'UNE BRILLANCE LA PLUS ELEVEE ET D'UNE DUREE LA PLUS COURTE POSSIBLE, DEUX TECHNIQUES D'OPTIMISATION DE L'ABSORPTION ONT ETE ETUDIEES. D'UNE PART NOUS AVONS UTILISE DES CIBLES A SURFACE MODULEE PERIODIQUEMENT POUR AUGMENTER, A TRAVERS LE COUPLAGE AVEC LES MODES DE SURFACE, L'ABSORPTION DE L'ENERGIE LASER A LA DENSITE DU SOLIDE. D'AUTRE PART, NOUS AVONS ETUDIE L'INTERACTION DU LASER AVEC UN PLASMA PRE-FORME, POUR OPTIMISER L'ABSORPTION DE L'ENERGIE A LA DENSITE CRITIQUE EN PROFITANT DE LA CREATION D'UN PROFIL DE DENSITE DETENDU. DANS CE DERNIER CAS, NOUS AVONS AUSSI ANALYSE LES CARACTERISTIQUES DES ELECTRONS SUPRA-THERMIQUES CREES PAR LES MECANISMES NON-LINEAIRES PRESENTS PENDANT L'INTERACTION. NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LA TRES FORTE INFLUENCE DE LA VALEUR DE LA LONGUEUR DU GRADIENT DE DENSITE SUR LES CARACTERISTIQUES DE CES ELECTRONS ET SUR L'EMISSION X, ET NOUS AVONS DETERMINE LA VALEUR DE LA LONGUEUR DE GRADIENT QUI PERMET D'OPTIMISER L'ABSORPTION ET L'EMISSION X.
Author: JEAN-LUC.. BOURGADE
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Languages : fr
Pages : 139
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PLUSIEURS METHODES SONT UTILISEES: FAISCEAU LASER SONDE UTILISANT L'EFFET RAMAN STIMULE RETRODIFFUSE D'UN FAISCEAU LASER VERT DANS L'ETHANOL PERMETTANT UN DECALAGE EN LONGUEUR D'ONDE ET UNE COMPRESSION TEMPORELLE IMPORTANTE DES IMPULSIONS LUMINEUSES; EMPLOI DES PROPRIETES D'UN MIROIR ELLIPTIQUE DE GRANDE OUVERTURE POUR RECUEILLIR ET ANALYSER LES RAYONS FORTEMENT REFRACTES PAR LE PLASMA; REALISATION D'UN DISPOSITIF NON DEPOLARISANT A 2 IMAGES PERMETTANT LES MESURES SIMULTANEES, POUR UN MEME TIR LASER, DES ROTATIONS FARADAY PAR POLARIMETRIE ET DES DENSITES ELECTRONIQUES PAR REFRACTOMETRIE. CES EXPERIENCES METTENT EN EVIDENCE LE CARACTERE TOROIDAL DE CES CHAMPS MAGNETIQUES. UN TRAITEMENT APPROCHE DES ROTATIONS OBTENUES EXPERIMENTALEMENT MONTRE UN CHAMP MAGNETIQUE DE L'ORDRE DE GRANDEUR DE 1 MEGAGAUSS
Author: JORG.. HERMANN
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Languages : fr
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LA MAITRISE ET LE CONTROLE DES PROCEDES DE TRAITEMENT DES MATERIAUX PAR LASER NECESSITENT LA COMPREHENSION DES MECANISMES D'INITIATION ET DE DEVELOPPEMENT DU PLASMA FORME LORS DE L'INTERACTION LASER-CIBLE EN PRESENCE D'UN GAZ AMBIANT. LE PLASMA, OBTENU DANS LE CAS DE L'IRRADIATION D'UNE CIBLE DE TITANE PAR UN LASER TEA-CO#2 PULSE, A ETE CARACTERISE ET SON EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE SUIVIE PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION. L'EXPANSION DE LA VAPEUR METALLIQUE APRES LA PHASE PLASMA A ETE DETECTEE PAR FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER. LES MESURES ONT ETE FAITES EN VARIANT SYSTEMATIQUEMENT LES PARAMETRES INTERVENANTS DANS LE PROCESSUS D'INTERACTION, C'EST-A-DIRE: LA FORME TEMPORELLE DE L'IMPULSION LASER, SON ENERGIE, LA PRESSION DU GAZ AMBIANT ET LA NATURE DU GAZ (HE, AR, N#2). LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT ETE COMPARES AVEC LES SEUILS D'INTENSITE DE VAPORISATION ET D'INITIATION DU PLASMA DETERMINES RESPECTIVEMENT A L'AIDE D'UN MODELE THERMIQUE ET D'UN CALCUL BASE SUR LA BALANCE D'ENERGIE DES ELECTRONS. L'ANALYSE DES SURFACES IRRADIEES PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE AINSI QUE LA COMPARAISON AVEC LES OBSERVATIONS DU PLASMA ONT PERMIS DE CARACTERISER L'INTERACTION PLASMA-SURFACE ET DE DEFINIR LE ROLE DU PLASMA DANS LE COUPLAGE D'ENERGIE ENTRE LE FAISCEAU LASER ET LA SURFACE. EN ATMOSPHERE D'AZOTE L'INTERACTION CONDUIT A LA SYNTHESE SUPERFICIELLE DU NITRURE DE TITANE
Author: Clément Goyon
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Pages : 163
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L'allumage par choc est un schéma de fusion réalisé en attaque directe qui se décompose en deux étapes. La première consiste en une compression de plusieurs nanosecondes à l'aide de faisceaux de quelques 1014 W/cm2 et la seconde en l'utilisation de faisceaux d'intensité supérieure à plusieurs 1015 W/cm2 pour créer un choc convergent déclenchant l'ignition. Le couplage du laser lors de la seconde étape soulève plusieurs questions. En effet, le laser doit traverser un plasma sous critique chaud, de taille millimétrique avant de déposer son énergie et créer le choc. Dans ce domaine mal connu expérimentalement et numériquement, on ne sait pas quelle sera la fraction d'énergie absorbée ou comment vont influer les instabilités paramétriques sur la propagation. Dans ce manuscrit, nous proposons une étude expérimentale de l'interaction d'un faisceau d'intensité comprise entre 2.1015 W/cm2 et 2.1016 W/cm2 dans un plasma de l'ordre du millimètre et à une température proche du keV. D'abord, nous présentons les conditions d'interaction dans le plasma coronal. L'instabilité Brillouin est en régime de couplage fort, l'instabilité Raman est en régime cinétique et l'intensité est au-dessus du seuil de filamentation pondéromotrice. Expérimentalement, nous approchons au mieux les conditions hydrodynamiques données par l'étude théorique en utilisant des cibles de mousses et des feuilles minces préformées. Nous présentons les premières mesures résolues en temps des spectres rétrodiffusés du faisceau picoseconde, lissé par une lame de phase aléatoire, ainsi que la distribution d'intensité transmise dans ce type de plasma. Nous mettons en évidence des mesures d'énergie rétrodiffusée par l'instabilité Brillouin pouvant atteindre 60% de l'énergie incidente pour les densités électronique de plasma les plus importantes. L'instabilité Raman n'induit quant à elle, pas de perte d'énergie conséquente. En ce qui concerne la distribution de l'intensité transmise, nous observons un lissage et une augmentation du diamètre de cette dernière par rapport à la tache focale à vide. Enfin nous surlignons l'importance de la prise en compte des instabilités paramétriques quant à la réussite du schéma d'allumage par choc en complétant nos observations avec résultats obtenus pour des impulsions nanoseconde moins intenses.
Author: Christophe Couillaud
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LA PRESENTE ETUDE A POUR BUT DE MESURER LE RALENTISSEMENT ET LA DISTRIBUTION D'ETATS DE CHARGES D'IONS CUIVRE ACCELERES ENTRE 0,7 ET 0,8 MEV/U.M.A., TRAVERSANT DES PLASMAS D'ALUMINIUM OU DE CARBONE CREES PAR LASER. LA DETENTE DU PLASMA DANS LE VIDE EST MODELISEE AFIN DE CONNAITRE LES PROFILS DE DENSITE ET DE TEMPERATURE ELECTRONIQUE LORS DE L'INTERACTION. IL REPRODUIT LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE MOYENNE ATTEINTE PENDANT LE CHAUFFAGE DE LA CIBLE PAR LE LASER ET MESUREE AU MOYEN DES DIAGNOSTICS IMPLANTES DANS LE CHAMBRE D'EXPERIMENTATION. LES VALEURS MOYENNES DE LA DENSITE LINEAIRE ET DE LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE AU MOMENT DE L'INTERACTION SONT ENSUITE OBTENUES. CONFORMEMENT AUX PREDICTIONS THEORIQUES, LES MAXIMA DES DISTRIBUTIONS DE CHARGES EN SORTIE DU PLASMA SONT DECALES VERS LES HAUTS DEGRES D'IONISATION, CE QUI MONTRE QUE LA CHARGE DU PROJECTILE DANS LA CIBLE EST SUPERIEURE DANS UN PLASMA A CE QU'ELLE EST DANS LA MATIERE FROIDE. LA LARGEUR EN ETAT DE CHARGE DES DISTRIBUTIONS EST, QUANT A ELLE, PLUS FAIBLE QUE DANS LE CAS D'UNE CIBLE FROIDE. PARALLELEMENT, ON OBSERVE UN RENFORCEMENT DU POUVOIR D'ARRET DU PLASMA PAR RAPPORT A UNE CIBLE FROIDE, DU A LA PRESENCE DES ELECTRONS LIBRES. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT COMPARES AU CODE DE SIMULATION NEWHIF QUI SUIT L'EVOLUTION, PENDANT L'INTERACTION, DE LA CHARGE, DE L'ENERGIE ET DE LA TRAJECTOIRE DES IONS LOURDS DANS LE PLASMA
Author: TIBERIO.. CECCOTTI
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Pages : 192
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CE TRAVAIL DE THESE A ETE CONSACRE A LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DU PLASMA FORME A LA SUITE D'UNE COLLISION DE FEUILLES MINCES ACCELEREES PAR IMPULSION LASER ET A LA MISE EN EVIDENCE, DES EFFETS DE FORTE DENSITE ELECTRONIQUE SUR L'EMISSION SPECTRALE D'UN TEL PLASMA ET EN PARTICULIER SUR LE PROFIL DE LA RAIE LY DU FLUOR. LA TECHNIQUE DES COLLISIONS DE FEUILLES PERMET D'OBTENIR DES PLASMAS DONT LA PARTIE LA PLUS DENSE EST PLUS FACILEMENT ACCESSIBLE AUX DIAGNOSTICS EXPERIMENTAUX QUE LA PARTIE DU PLASMA, DE MEMES CARACTERISTIQUES, QUE L'ON TROUVE DANS LE CRATERE PRODUIT LORS DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU LASER AVEC UNE CIBLE MASSIVE. LES CONDITIONS SOUHAITEES POUR LA MISE EN EVIDENCE DES EFFETS DE FORTE DENSITE TELS QUE LES EFFETS QUASI-MOLECULAIRES CONSISTENT EN UNE DENSITE ELECTRONIQUE DE L'ORDRE DE 10 2 3 CM - 3 ET UNE TEMPERATURE ELECTRONIQUE VOISINE DE 300 EV. LES SIMULATIONS HYDRODYNAMIQUES ONT MONTRE QU'IL EST POSSIBLE D'ATTEINDRE DE TELLES VALEURS DANS LA PARTIE COMPRIMEE DU PLASMA. GRACE A L'UTILISATION DE DIFFERENTES TECHNIQUES D'IMAGERIE EN RAYONNEMENT X ET DE SPECTROSCOPIE RESOLUE ET INTEGREE TEMPORELLEMENT, NOUS AVONS DETERMINE LES VALEURS DES DENSITE ET TEMPERATURE ELECTRONIQUES DU PLASMA AINSI QUE LE VOLUME EMISSIF DANS LA FENETRE SPECTRALE QUI NOUS INTERESSE. CES RESULTATS ONT MONTRE QUE LES CODES HYDRODYNAMIQUES UTILISES POUR SIMULER DE TELLES COLLISIONS, SURESTIMENT LA DENSITE MAXIMALE QUE L'ON PEUT OBTENIR AVEC UNE TELLE TECHNIQUE. LES VALEURS MAXIMALES DES DENSITES RELEVEES SONT EN EFFET DE L'ORDRE DE 3.10 2 2 CM 3, CE QUI DECONSEILLE L'UTILISATION DE LA TECHNIQUE DE COLLISIONS DE FEUILLES POUR LA MISE EN EVIDENCE D'EFFETS AUSSI FINS QUE LES EFFETS QUASI-MOLECULAIRES. DE PLUS, NOUS AVONS MONTRE QUE L'IMPORTANCE DE LA TAILLE DU VOLUME EMISSIF EST TELLE QUE L'ON NE PEUT PAS NEGLIGER LES EFFETS D'OPACITE SUR L'EMISSION D'UN TEL PLASMA. ENFIN, GRACE A LA FORTE LUMINOSITE ET AU GRAND POUVOIR DE DISPERSION DU SPECTROMETRE QUI A ETE CONCU ET REALISE POUR CE GENRE D'EXPERIENCES, UNE ASYMETRIE DE LA RAIE LY DU FLUOR, ATTRIBUEE A L'EXPANSION DU PLASMA (EFFET DOPPLER) ET AU DEPLACEMENT DE POLARISATION, A ETE MISE EN EVIDENCE.
Author: CORINNE.. NOUVELLON
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Languages : fr
Pages : 163
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L'ABLATION LASER COUPLEE A LA SPECTROMETRIE D'EMISSION OPTIQUE EST UNE TECHNIQUE A FORT POTENTIEL POUR L'ANALYSE ELEMENTAIRE DE MATERIAUX CAR ELLE POSSEDE PEU DE CONTRAINTES DE MISE EN UVRE ET EST UTILISABLE POUR DE NOMBREUX MATERIAUX. LE PRINCIPE CONSISTE A ANALYSER L'INTENSITE EMISE LORS DE LA DESEXCITATION DES ESPECES DU PLASMA CREE PAR FOCALISATION D'UN FAISCEAU LASER SUR L'ECHANTILLON A ANALYSER. POUR QUE L'ANALYSE ELEMENTAIRE SOIT QUANTITATIVE, LE PLASMA DOIT ETRE REPRESENTATIF DU MATERIAU A ANALYSER. NOTRE OBJECTIF EST DE DETERMINER LES PARAMETRES FONDAMENTAUX DE L'INTERACTION LASER-MATIERE QUI INFLUENCENT LA CONSERVATION DE LA STCHIOMETRIE ENTRE LA CIBLE ET LE PLASMA CREE LORS DE L'ABLATION DE METAUX PAR UN LASER UV A PRESSION ATMOSPHERIQUE DANS UN DOMAINE DE FLUENCES DE 10 A 255 J/CM 2. L'ETUDE DU COUPLAGE LASER-MATERIAU, NECESSAIRE POUR ANALYSER L'INTERACTION REELLE ENTRE LE LASER ET LA CIBLE, EST REALISEE A PARTIR DE L'OBSERVATION DES CRATERES OBTENUS DANS LES ECHANTILLONS. ELLE MET EN EVIDENCE QUE LA SURFACE D'INTERACTION EST UN PARAMETRE DETERMINANT. EN EFFET, L'EFFICACITE D'ABLATION EST PLUS ELEVEE ET LES CRATERES PLUS HOMOGENES LORSQUE LA SURFACE D'INTERACTION EST PLUS PETITE, CE QUI CORRESPOND A DES CONDITIONS POUR LESQUELLES L'ECRANTAGE DU LASER PAR LE PLASMA EST REDUIT. L'ANALYSE DU PLASMA EST EFFECTUEE DANS SA PHASE DE DESEXCITATION, APRES L'IMPULSION LASER. DANS DES ALLIAGES D'ALUMINIUM CONTENANT DU CUIVRE, DU MAGNESIUM ET DU ZINC A QUELQUES % NOUS OBSERVONS QUE LA COMPOSITION DU PLASMA EST IDENTIQUE A CELLE DE LA CIBLE, POUR DIFFERENTES CONDITIONS D'IRRADIATIONS (SURFACE D'INTERACTION, FLUENCE). DANS LES LAITONS (CU-ZN), LES COMPORTEMENTS DES DEUX ELEMENTS SONT DIFFERENTS. L'ANALYSE DU ZINC PEUT ETRE REALISEE QUELLES QUE SOIENT LES CONDITIONS D'IRRADIATION ALORS QU'ELLE N'EST POSSIBLE POUR LE CUIVRE QU'A FLUENCE ELEVEE (> 50 J/CM 2). CETTE ETUDE SYSTEMATIQUE DES LAITONS MET AINSI EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE LA FLUENCE SUR LA COMPOSITION DU PLASMA.
Author: Mihaela Cirisan
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Languages : fr
Pages : 268
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Book Description
L’ablation laser dans l’air à la pression atmosphérique est souvent appliquée dans l’industrie, l’analyse chimique, la chirurgie, ... Pour un développement plus approfondi des technologies laser basées sur l’effet d’ablation, il est nécessaire de mieux comprendre les phénomènes à l’origine de l’interaction laser-matière. Lors d’un impact du faisceau laser sur la surface d’un matériau, une plume plasma se forme au dessus de la cible. Ce plasma contient des électrons, des atomes et des ions du matériau évaporé, ainsi que du gaz ambiant, s’il est présent. Lors de l’impulsion laser, cette plume absorbe une grande partie d’énergie du faisceau laser, réduisant ainsi la quantité du rayonnement laser qui arrive à la surface de la cible. Les dimensions, ainsi que les paramètres de cette plume plasma évoluent très rapidement avec le temps. L’étude de la dynamique et des paramètres de cette plume est très importante, parce qu’ils influent sur tous les processus physiques ayant lieu à la surface du matériau traité. Nous avons étudié l’expansion de la plume plasma formée lors de l’ablation des échantillons métalliques (Al, Ti, Fe) par faisceau laser Nd :YAG nanoseconde (durée d’impulsion : 5.1 ns, longueur d’onde : 1064 nm, irradiance de l’ordre de grandeur de GW/cm2) dans l’air à la pression atmosphérique en utilisant la technique d’imagerie rapide. Cette technique nous a permis d’observer l’évolution spatio-temporelle de la plume au début de son expansion. Les résultats obtenus indiquent que la plume d’ablation laser a une structure : deux régions ont été distinguées – le cœur et la périphérie de la plume. La dynamique de ces deux régions de la plume a été étudiée et les vitesses de leur expansion ont été déterminées. En plus, nous avons examiné l’influence de l’irradiance laser, ainsi que l’influence de la composition de la cible sur la dynamique de la plume. D’autre part, nous avons développé des modèles numériques sous COMSOL Multiphysics pour simuler le processus d’ablation laser. Un modèle thermique a été utilisé pour simuler l’interaction laser – cible. Les résultats de ce modèle ont été employés comme conditions à la limite du modèle hydrodynamique, utilisé pour simuler l’expansion de la plume du plasma dans l’air ambiant. Deux approches ont été proposées : approche microscopique et macroscopique. Les résultats de simulation basée sur l’approche macroscopique donnent l’évolution temporelle et distribution spatiale (1D) des paramètres de la plume : masse volumique, vitesse, pression.
