ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE UN CHAMP INTENSE ET UN PLASMA, APPLICATION AUX NOUVELLES SOURCES DE RAYONNEMENT PDF Download
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Author: IGOR.. KOSTIOUKOV
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Languages : fr
Pages : 151
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Book Description
DES PROGRES RECENTS DANS LES TECHNOLOGIES MICRO-ONDES ET LES LASER DE PUISSANCE, UTILISANT LA COMPRESSION DE PULSE PAR DERIVE DE FREQUENCE, PERMETTENT MAINTENANT D'EXPLORER LE REGIME RELATIVISTE DE L'INTERACTION RAYONNEMENT-PLASMA. CES PROGRES MOTIVENT LES ETUDES PRESENTEES DANS CETTE THESE. DIFFERENTES ETUDES D'INTERACTIONS ENTRE UN CHAMP INTENSE ET UNE CIBLE GAZEUSE SONT AINSI DEVELOPPEES. AU NIVEAU METHODOLOGIQUE LA MECANIQUE HAMILTONIENNE RELATIVISTE ET LA THEORIE DES PERTURBATIONS CONSTITUENT LES OUTILS DE BASE POUR CES DIFFERENTES ETUDES. UN NOUVEAU THEOREME RELIANT LES PERTURBATIONS DU DEUXIEME ORDRE ET LES PERTURBATIONS DU PREMIER ORDRE EST DEMONTRE. DANS LA LIMITE DES CONFIGURATIONS CHAMP PARTICULE UNIDIMENSIONNELLES NON RELATIVISTES CE THEOREME SE REDUIT A LA RELATION D'EINSTEIN. AU NIVEAU PHENOMENOLOGIQUE PLUSIEURS CONFIGURATIONS D'INTERET PRATIQUE SONT CONSIDEREES. LA PROBLEME DU CHAUFFAGE STOCHASTIQUE DANS LES CONFIGURATIONS DE CHAMPS RENVERSES EST RESOLU ET LES APPLICATIONS AUX DECHARGES BASSES PRESSION CONSIDEREES. L'ETUDE DE L'ABSORPTION/EMISSION COLLISIONELLE INVERSE EN REGIME RELATIVISTE EST AUSSI CONSIDERE ET LE CALCUL DES COEFFICIENTS PRESENTE DANS LA LIMITE DES GRANDS PARAMETRES D'IMPACT. SUR LA BASE DE CES RESULTATS LA THEORIE CINETIQUE DU CHAUFFAGE STOCHASTIQUE DANS LES CONFIGURATION RENVERSEES EST DEVELOPPEE. AFIN D'ETENDRE LES ETUDES DE RAYONNEMENT L'ETUDE DE L'EMISSION/ABSORPTION EN REGIME ULTRA INTENSE EST ETENDU AU CAS QUANTIQUE ET LA SERIE INFINIE RESOMME POUR PERMETTRE L'ETUDE DU SCALING DE CE PROCESSUS. DANS UN TEL REGIME FORTEMENT NON LINEAIRE LE COUPLAGE EST FONCTION DE LA POLARISATION ET LES CAS CIRCULAIRES ET RECTILIGNES DOIVENT ETRE CONSIDERES SEPAREMENT. ENFIN UN FORMALISME POUR L'ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE DES SOLITONS DE LANGMUIR ET UN FAISCEAU D'ELECTRONS EST PRESENTE.
Author: IGOR.. KOSTIOUKOV
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Languages : fr
Pages : 151
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DES PROGRES RECENTS DANS LES TECHNOLOGIES MICRO-ONDES ET LES LASER DE PUISSANCE, UTILISANT LA COMPRESSION DE PULSE PAR DERIVE DE FREQUENCE, PERMETTENT MAINTENANT D'EXPLORER LE REGIME RELATIVISTE DE L'INTERACTION RAYONNEMENT-PLASMA. CES PROGRES MOTIVENT LES ETUDES PRESENTEES DANS CETTE THESE. DIFFERENTES ETUDES D'INTERACTIONS ENTRE UN CHAMP INTENSE ET UNE CIBLE GAZEUSE SONT AINSI DEVELOPPEES. AU NIVEAU METHODOLOGIQUE LA MECANIQUE HAMILTONIENNE RELATIVISTE ET LA THEORIE DES PERTURBATIONS CONSTITUENT LES OUTILS DE BASE POUR CES DIFFERENTES ETUDES. UN NOUVEAU THEOREME RELIANT LES PERTURBATIONS DU DEUXIEME ORDRE ET LES PERTURBATIONS DU PREMIER ORDRE EST DEMONTRE. DANS LA LIMITE DES CONFIGURATIONS CHAMP PARTICULE UNIDIMENSIONNELLES NON RELATIVISTES CE THEOREME SE REDUIT A LA RELATION D'EINSTEIN. AU NIVEAU PHENOMENOLOGIQUE PLUSIEURS CONFIGURATIONS D'INTERET PRATIQUE SONT CONSIDEREES. LA PROBLEME DU CHAUFFAGE STOCHASTIQUE DANS LES CONFIGURATIONS DE CHAMPS RENVERSES EST RESOLU ET LES APPLICATIONS AUX DECHARGES BASSES PRESSION CONSIDEREES. L'ETUDE DE L'ABSORPTION/EMISSION COLLISIONELLE INVERSE EN REGIME RELATIVISTE EST AUSSI CONSIDERE ET LE CALCUL DES COEFFICIENTS PRESENTE DANS LA LIMITE DES GRANDS PARAMETRES D'IMPACT. SUR LA BASE DE CES RESULTATS LA THEORIE CINETIQUE DU CHAUFFAGE STOCHASTIQUE DANS LES CONFIGURATION RENVERSEES EST DEVELOPPEE. AFIN D'ETENDRE LES ETUDES DE RAYONNEMENT L'ETUDE DE L'EMISSION/ABSORPTION EN REGIME ULTRA INTENSE EST ETENDU AU CAS QUANTIQUE ET LA SERIE INFINIE RESOMME POUR PERMETTRE L'ETUDE DU SCALING DE CE PROCESSUS. DANS UN TEL REGIME FORTEMENT NON LINEAIRE LE COUPLAGE EST FONCTION DE LA POLARISATION ET LES CAS CIRCULAIRES ET RECTILIGNES DOIVENT ETRE CONSIDERES SEPAREMENT. ENFIN UN FORMALISME POUR L'ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE DES SOLITONS DE LANGMUIR ET UN FAISCEAU D'ELECTRONS EST PRESENTE.
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 760
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Author: Sébastien Corde
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Category :
Languages : fr
Pages : 170
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Lors de l'interaction relativiste entre une impulsion laser brève et intense et un plasma sous-dense, des électrons peuvent être injectés et accélérés jusqu'à plusieurs centaines de MeV dans une structure accélératrice se formant dans le sillage de l'impulsion laser : c'est l'accélérateur laser-plasma. Une des applications majeures de ces accélérateurs réside dans le développement de sources compactes de faisceaux de rayonnement X femtoseconde. Au cours de cette thèse, deux sources de rayonnement X ont été étudiées et développées. Le rayonnement bétatron, intrinsèque à l'accélérateur laser-plasma, provient des oscillations transverses des électrons au cours de leur accélération. Sa caractérisation par comptage de photons a montré que le faisceau X contenait un total de 10^9 photons, avec des énergies pouvant être supérieures à 10 keV. Nous avons également développé une source Compton tout optique produisant des photons de quelques centaines de keV, basée sur la collision entre un faisceau de photons et un faisceau d'électrons. Le potentiel de ces sources de rayonnement a été mis en évidence en réalisant l'imagerie par contraste de phase mono-coup d'un échantillon biologique. Nous avons ensuite montré que l'émission X bétatron est un outil expérimental très puissant pour étudier la physique sous-jacente à l'accélération laser-plasma. On peut tout d'abord réaliser la cartographie de la région d'émission, ce qui donne des informations inédites, permettant par exemple de localiser l'endroit où sont injectés les électrons. Les propriétés angulaires et spectrales du rayonnement X permettent également d'avoir des informations sur la dynamique transverse des électrons au cours de leur accélération
Author: Stéphane Devaux
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Languages : fr
Pages : 0
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Dans les plasmas de fusion, les parois faisant face aux plasmas sont érodées, ce qui réduit leur durée de vie, et les particules rejetées dégradent le confinement de l'énergie en rayonnant. Nous étudions ce phénomène à l'aide d'une modélisation cinétique de type Vlasov-Poisson. Celle-ci nous permet d'étudier la transition entre un plasma basse pression faiblement collisionnel à l'équilibre thermodynamique et une paroi, en présence d'un champ magnétique. Une étude détaillée de la transition a permis d'établir les mécanismes agissant dans les trois zones qui la composent (gaine de Debye, prégaine magnétique et prégaine collisionnelle). Une attention particulière apportée aux conditions d'entrée des ions dans la gaine a permis de montrer que les collisions pouvaient conduire à la non-satisfaction du critère de Bohm. Nous avons de plus mis en évidence que la présence de la paroi, combinée à celle d'un champ magnétique, induit d'importantes déformations de la distribution des ions, justifiant pleinement le traitement cinétique. L'exploitation des distributions obtenues au niveau de la paroi a permis d'estimer le taux de pulvérisation de celle-ci en fonction du champ magnétique. Nous avons pu montrer qu'un champ magnétique rasant permet non seulement d'étaler le flux ionique sur une plus grande surface, mais aussi de réduire l'énergie des ions la percutant, limitant ainsi sa pulvérisation. Les plasmas étant généralement composés de plusieurs types d'ions, notre modèle a ensuite été étendu au cas des plasmas composés d'argon et d'hélium. Notre étude s'est concentrée sur l'influence d'une seconde espèce ionique sur le critère de Bohm à l'entrée de la gaine de Debye.
Author: ISABELLE.. BOUCHER
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Languages : fr
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LA STRUCTURE GLOBALE DU POTENTIEL RAYONNE PAR UNE ANTENNE (SOURCE PONCTUELLE OU ANNEAUX) DANS UNE COLONNE DE PLASMA SOUMIS A UN CHAMP AXIAL, LIMITEE PAR UN CYLINDRE METALLIQUE, EST ETUDIEE EXPERIMENTALEMENT. UN RAPPEL THEORIQUE EST D'ABORD PRESENTE A PARTIR DE DEUX DESCRIPTIONS COMPLEMENTAIRES: LA PREMIERE CONSISTE EN UNE DECOMPOSITION DU POTENTIEL SUIVANT UNE BASE DE MODES PROPRES DE CAVITE ET LA SECONDE UTILISE LA NOTION DE CONE DE RESONANCE AVEC MULTIPLES REFLEXIONS. COMPTE TENU DES CONDITIONS EXPERIMENTALES, LA STRUCTURE DE CONE DE RESONANCE EST PRIVILEGIEE. CELLE-CI EST ETUDIEE SPATIALEMENT DANS TOUTE LA COLONNE DE PLASMA. LA MISE AU POINT D'UN SYSTEME DE DETECTION PERFORMANT PERMET POUR LA PREMIERE FOIS, LES MESURES SIMULTANEES DE VARIATIONS SPATIALES D'AMPLITUDE ET DE PHASE DU POTENTIEL. CELLES-CI PERMETTENT ENTRE AUTRE DE VERIFIER LES PROPRIETES DU CONE RAYONNE PAR UNE ANTENNE PONCTUELLE, DE DEFINIR LE CONCEPT DE CONE ISOLE DANS UN PLASMA LIMITE ET D'ETUDIER AVEC PRECISION LA REFLEXION DU CONE SUR LA COUCHE DE COUPURE A LA FREQUENCE PLASMA. LES PHENOMENES DE CONVERGENCE AU POINT FOCAL ET D'INTERFERENCES ENTRE CONES ONT ETE ETUDIES. ENFIN LA MESURE GLOBALE DU POTENTIEL LOIN DE LA SOURCE MONTRE LA PERSISTANCE DE LA STRUCTURE DE CONE DE RESONANCE, AINSI QUE LA DISPERSION DU SIGNAL PROVOQUEE PAR LES EFFETS THERMIQUES, LES REFLEXIONS MULTIPLES ET LES INTERFERENCES AUX POINTS FOCAUX. CES RESULTATS SONT COMPARES QUALITATIVEMENT AVEC DES CALCULS APPROCHES UTILISANT LA SUPERPOSITION DE MODES PROPRES DE CAVITE EN PLASMA CHAUD. LES APPLICATIONS DE CES RESULTATS A LA CONCEPTION D'UNE EXPERIENCE SUR LE CHAOS DETERMINISTE SONT ABORDEES EN CONCLUSION
Author: Pierre Chabert
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Languages : fr
Pages : 88
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REACTEUR EXPERIMENTAL DE GRAVURE PAR PLASMA, UTILISANT UNE DECHARGE MICROONDE EN CHAMP MAGNETIQUE A LA RESONANCE CYCLOTRONIQUE ELECTRONIQUE. APPLICATION A LA GRAVURE D'ECHANTILLONS DE SILICIUM AVEC MASQUE DE SILICE DANS UN PLASMA DE SF::(6), EN MODIFIANT D'UN ESSAI A L'AUTRE LA POLARISATION CONTINUE DU PORTE-SUBSTRAT, REGLEE EN REFERENCE AU POTENTIEL PLASMA. CES ESSAIS METTENT EN EVIDENCE LE FAIT QU'UNE FAIBLE VARIATION DU POTENTIEL DE L'ECHANTILLON PEUT AVOIR UN EFFET IMPORTANT SUR LES CARACTERISTIQUES DE GRAVURE, EN PARTICULIER EN CE QUI CONCERNE LA SELECTIVITE DE L'ATTAQUE DU SILICIUM PAR RAPPORT AU SIO::(2)
Author: Julien Moreau
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Languages : fr
Pages : 0
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De part ses nombreuses applications scientifiques et sociétales comme la radiographie protonique ou encore la protonthérapie, l'accélération d'ions par laser suscite un grand intérêt. Cette thèse s'inscrit dans ce cadre et présente une étude de l'interaction d'une impulsion laser d'intensité relativiste avec un plasma de densité modérée. Dans ce régime, le plasma est transparent à l'onde laser et les électrons oscillent à des vitesses relativistes dans le champ de l'onde incidente. Ces conditions sont favorables à un transfert efficace de l'énergie laser vers le plasma, et donc sont intéressantes pour l'accélération d'ions par laser. Ce régime permet également la création de solitons électromagnétiques et acoustiques dont les mécanismes de formation et les propriétés nécessitent une meilleur compréhension. Nous réalisons une étude détaillée de simulations Particle-In-Cell (réalisées avec le code OCEAN) de l'interaction d'une impulsion laser intense avec un plasma sous dense. Nous montrons que la diffusion Raman stimulée (SRS) dans le régime relativiste est le principal processus responsable de l'absorption de l'énergie laser par le plasma et qu'il est, en outre, très efficace puisqu'il permet de transférer près de 70 % de l'énergie de l'impulsion laser aux électrons. Cette instabilité apparaît dans des plasmas dont la densité est nettement supérieure à la densité quart-critique du fait de la diminution de la fréquence plasma électronique et se développe sur des temps très courts. Il permet ainsi un chauffage homogène des électrons tout le long de la propagation de l'impulsion laser à travers le plasma. Ces électrons participent à la détente du plasma, et créent sur ses bords raids un champ électrostatique permettant l'accélération des ions. Ces derniers gagnent 30 % de l'énergie laser initiale. Nous avons aussi développé un modèle simple qui permet de prédire et donc d'optimiser le taux de rétro-diffusion du plasma du fait du développement de l'instabilité SRS. Nous nous intéressons également à la séquence des processus permettant la formation des cavités électromagnétiques. Cette analyse souligne le rôle joué par l'instabilité modulationnelle ou de Benjamin-Feir sur le front de l'impulsion laser qui est divisée en un train de plusieurs solitons électromagnétiques. À l'aide d'une étude détaillée, nous montrons que ces solitons excitent des ondes plasmas dans leur sillage en se propageant dans le plasma, perdent de l'énergie et finissent par être piégés. Ils forment également des dépressions (cavités) des densités électroniques et ioniques du plasma. Ces cavités sont des pièges pour les champs électromagnétiques rayonnés par le plasma (par exemple du fait de l'instabilité SRS) et survivent grâce à un équilibre entre la pression de radiation des champs piégés et les pressions cinétiques électroniques à leurs bords. Ces cavités absorbent une part importante de l'énergie laser mais elles n'en conservent qu'une partie sous forme d'énergie électromagnétique piégée. Le reste de l'énergie permet l'expansion de la cavité, la génération de solitons acoustiques supersoniques et l'accélération de particules.
Author: André Mangeney
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 40
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Author: Patrick Mora
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ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 121
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GENERATION D'UN CHAMP MAGNETIQUE BASSE FREQUENCE: FACE PONDEROMOTRICE, EFFETS DES COLLISIONS, MODELE DE KROOK, EFFETS HF ET MODELE DE DAWSON ET OBERMAN, EXEMPLES NUMERIQUES. EXPANSION DES PLASMAS CREES PAR LASER: INFLUENCE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE SUR L'ECOULEMENT AU VOISINAGE DE LA DENSITE CRITIQUE, EXPANSION LIBRE AUTOSEMBLABLE D'UN PLASMA DANS LE VIDE. EN ANNEXE: 7 ARTICLES PUBLIES PAR MORA ET AL. DANS DIVERS PERIODIQUES
Author: Bernard Grolleau
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 170
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