ETUDE SPECTROSCOPIQUE DU PLASMA DE DECHARGE D'UN LASER A VAPEUR DE CUIVRE PDF Download
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Author: JEAN-PAUL.. GOOSSENS
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Languages : fr
Pages : 265
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Book Description
LE TRAVAIL PRESENTE EST UNE ETUDE CINETIQUE A L'AIDE DE METHODES SPECTROSCOPIQUES DU MILIEU AMPLIFICATEUR D'UN LASER A VAPEUR DE CUIVRE (LVC). IL S'INSCRIT DANS LE CADRE GENERAL DES TRAVAUX CONCERNANT LA COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES GOUVERNANT LE PLASMA D'UN LVC DANS UN BUT D'OPTIMISATION DE LA PUISSANCE OPTIQUE ET DU RENDEMENT. DEUX MESURES ONT ETE DEVELOPPEES POUR COMBLER LE MANQUE DE DONNEES EXPERIMENTALES SUR LE PLASMA D'UN LVC: LA MESURE DE DENSITE ELECTRONIQUE RESOLUE TEMPORELLEMENT ET RADIALEMENT PAR SPECTROSCOPIE STARK SUR L'ATOME D'HYDROGENE, LA MESURE DE LA FONCTION DISTRIBUTION EN ENERGIE DES ELECTRONS PAR DIFFUSION THOMSON INCOHERENTE. ASSOCIEES A LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION, ELLES PERMETTENT DE MONTRER QUE: LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE SE RELAXE RAPIDEMENT VERS LA TEMPERATURE DU GAZ ET N'INFLUE PLUS SUR LA VITESSE DE RECOMBINAISON DES ESPECES EXCITEES EN POSTDECHARGE, L'IONISATION DU CUIVRE SE FAIT ESSENTIELLEMENT PAR L'INTERMEDIAIRE D'ESPECES TRES EXCITEES REPRESENTANT ENVIRON 30% DE LA POPULATION TOTALE DE CUIVRE. LA RECOMBINAISON IONIQUE SE FAIT PAR LES PROCESSUS A 3 CORPS, TOTALEMENT GOUVERNEE PAR LA DENSITE ELECTRONIQUE. ELLE IMPOSE LA VITESSE DE RECOMBINAISON AUX ESPECES EXCITEES DU CUIVRE EN POSTDECHARGE. L'EFFET DES GAZ RARES ET DE L'HYDROGENE A ETE TESTE ET MONTRE LA NECESSITE D'ABAISSER LA DENSITE ELECTRONIQUE POUR AMELIORER LA PUISSANCE OPTIQUE
Author: JEAN-PAUL.. GOOSSENS
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Pages : 265
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LE TRAVAIL PRESENTE EST UNE ETUDE CINETIQUE A L'AIDE DE METHODES SPECTROSCOPIQUES DU MILIEU AMPLIFICATEUR D'UN LASER A VAPEUR DE CUIVRE (LVC). IL S'INSCRIT DANS LE CADRE GENERAL DES TRAVAUX CONCERNANT LA COMPREHENSION DES PHENOMENES PHYSIQUES GOUVERNANT LE PLASMA D'UN LVC DANS UN BUT D'OPTIMISATION DE LA PUISSANCE OPTIQUE ET DU RENDEMENT. DEUX MESURES ONT ETE DEVELOPPEES POUR COMBLER LE MANQUE DE DONNEES EXPERIMENTALES SUR LE PLASMA D'UN LVC: LA MESURE DE DENSITE ELECTRONIQUE RESOLUE TEMPORELLEMENT ET RADIALEMENT PAR SPECTROSCOPIE STARK SUR L'ATOME D'HYDROGENE, LA MESURE DE LA FONCTION DISTRIBUTION EN ENERGIE DES ELECTRONS PAR DIFFUSION THOMSON INCOHERENTE. ASSOCIEES A LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION, ELLES PERMETTENT DE MONTRER QUE: LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE SE RELAXE RAPIDEMENT VERS LA TEMPERATURE DU GAZ ET N'INFLUE PLUS SUR LA VITESSE DE RECOMBINAISON DES ESPECES EXCITEES EN POSTDECHARGE, L'IONISATION DU CUIVRE SE FAIT ESSENTIELLEMENT PAR L'INTERMEDIAIRE D'ESPECES TRES EXCITEES REPRESENTANT ENVIRON 30% DE LA POPULATION TOTALE DE CUIVRE. LA RECOMBINAISON IONIQUE SE FAIT PAR LES PROCESSUS A 3 CORPS, TOTALEMENT GOUVERNEE PAR LA DENSITE ELECTRONIQUE. ELLE IMPOSE LA VITESSE DE RECOMBINAISON AUX ESPECES EXCITEES DU CUIVRE EN POSTDECHARGE. L'EFFET DES GAZ RARES ET DE L'HYDROGENE A ETE TESTE ET MONTRE LA NECESSITE D'ABAISSER LA DENSITE ELECTRONIQUE POUR AMELIORER LA PUISSANCE OPTIQUE
Author: LUDOVIC.. GIGANT
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Languages : fr
Pages : 286
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LE TRAVAIL PRESENTE EST UNE ETUDE DE LA PERIODE DE DECHARGE DANS UN LASER A VAPEUR DE CUIVRE, EFFECTUEE EN DEMARQUANT 3 DIFFERENTES ZONES ; - LA ZONE CATHODIQUE - LA ZONE DE TRANSITION OU SE SITUENT LES GRADIENTS - LE PLASMA LASER TEMPORELLEMENT, UNE PERIODE ALLANT DE LA FIN DE LA PERIODE PRECEDENTE (CONDITIONS INITIALES) JUSQU'A LA FIN DE LA DECHARGE SUIVANTE (500 NS APRES L'EFFET LASER) A ETE ANALYSEE. LES RESULTATS ONT ETE OBTENUS AVEC UNE RESOLUTION TEMPORELLE INFERIEURE A 10 NS QUI N'A PAS AFFECTE LA VALIDITE DES MESURES. L'ETUDE EXPERIMENTALE PAR EFFET STARK STATIQUE DE LA ZONE CATHODIQUE, COMPAREE A UNE MODELISATION, A MONTRE L'EFFICACITE DES CATHODES CREUSES UTILISEES DANS LES LVC. LA GEOMETRIE EN CRENEAUX TROUVE MAINTENANT SA JUSTIFICATION DANS LA GENERATION D'ELECTRONS RAPIDES ET LES PROCESSUS D'IONISATION S'Y DEROULANT SONT BIEN CARACTERISES. NOUS AVONS OBTENU UNE MESURE DU GRADIENT LONGITUDINAL DE DENSITE IONIQUE DANS LA ZONE DE TRANSITION, QUI CONFORTE L'HYPOTHESE D'UN PLASMA HOMOGENE. LES MESURES DES FONCTIONS DE DISTRIBUTION EN ENERGIE DES ELECTRONS PAR DIFFUSION THOMSON INCOHERENTE ONT MONTRE QUE CELLES-CI NE SONT PAS MAXWELLIENNES AVANT L'EFFET LASER ET ONT CONFIRME LA PRESENCE D'ELECTRONS RAPIDES GENERES A LA CATHODE, ET THERMALISES PROGRESSIVEMENT PAR COLLISIONS ELASTIQUES. ASSOCIEES A DES MESURES D'EMISSION SPONTANEE DU PLASMA, ELLES ONT MONTRE L'EXISTENCE D'UNE IONISATION ET D'UNE EXCITATION RAPIDE ET AYANT LIEU AVANT L'EFFET LASER, A PARTIR DE NIVEAUX EXCITES RESTES PEUPLES EN FIN DE POST-DECHARGE. DE LA MEME MANIERE, LA CINETIQUE DE DISSOCIATION DE LA MOLECULE D'HYDROGENE A ETE JUSTIFIEE. LES MESURES DE DENSITES ELECTRONIQUES OBTENUES PAR INTEGRATION DES FONCTIONS DE DISTRIBUTION COMPAREES AUX MESURES DE DENSITES IONIQUES DEDUITES DE L'ELARGISSEMENT STARK QUASISTATIQUE DES TRANSITIONS DE LA SERIE DE BALMER DE L'HYDROGENE ONT MONTRE ; - L'ABSENCE D'IONS MULTICHARGES - L'ABSENCE D'IONS NEGATIFS - UNE CHARGE D'ESPACE NEGLIGEABLE. DE PLUS, UN PROCESSUS DE DISPARITION DE 50% DE LA DENSITE D'ESPECES CHARGEES A ETE MIS EN EVIDENCE. ENFIN, LA PLUPART DES FREQUENCES CARACTERISTIQUES DU PLASMA DURANT LA DECHARGE ONT PU ETRE EVALUEES GRACE A L'ENSEMBLE DE CES MESURES.
Author: CLAIRE.. CHAMOUARD
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Languages : fr
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CETTE THESE EST UNE ETUDE EXPERIMENTALE DES MECANISMES PHYSIQUES DANS LA POSTDECHARGE D'UN LASER A VAPEUR DE CUIVRE A DECHARGE LONGITUDINALE. APRES UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ET UNE ANALYSE CRITIQUE DES MODELISATIONS PHYSIQUES DES LVC DANS LAQUELLE NOUS METTONS EN EVIDENCE LES PROCESSUS DOMINANTS, CE MEMOIRE PRESENTE LES DIFFERENTS RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS ET LEUR INTERPRETATION: LA MESURE DE TEMPERATURE DE PAROI PAR PYROMETRIE OPTIQUE, QUI A PERMIS DE PRECISER LA LONGUEUR REELLE DU MILIEU ACTIF; LA CARACTERISATION ELECTRIQUE; LA DENSITE ELECTRONIQUE, DETERMINEE A PARTIR DE L'OBSERVATION DE L'ELARGISSEMENT SPECTRAL PAR EFFET STARK SUR LES TRANSITIONS DE BALMER DE L'HYDROGENE. CES MESURES RESOLUES RADIALEMENT ET TEMPORELLEMENT ONT MIS EN EVIDENCE DEUX FAITS IMPORTANTS: L'EFFET DE RETARD DANS L'IONISATION DE LA VAPEUR, QUI CORRESPOND A UNE IONISATION INDIRECTE DU CUIVRE; LE PROFIL RADIAL DE DENSITE ELECTRONIQUE QUI EST ASSEZ HOMOGENE AVANT LE TIR ET QUI RESULTE DU MECANISME DOMINANT DE RECOMBINAISON EN VOLUME: LA RECOMBINAISON COLLISIONNELLE ELECTRONIQUE (A DEUX ELECTRONS); LES DENSITES DE POPULATIONS DES NIVEAUX BAS DES TRANSITIONS LASER DU CUIVRE, NIVEAUX METASTABLES, QUI ONT ETE MESUREES PAR ABSORPTION DE LASERS A COLORANT. LA MESURE SIMULTANEE DE CES DEUX DERNIERS PARAMETRES, EFFECTUEE POUR LA PREMIERE FOIS SUR LE MEME LASER, A PERMIS: DE CONFIRMER L'IMPORTANCE DU DEPEUPLEMENT DU FONDAMENTAL DE CUIVRE; D'ESTIMER LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE EN POSTDECHARGE. L'INFLUENCE DES DESEXCITATIONS RADIATIVES SUR LA CINETIQUE DE LA POSTDECHARGE EST DISCUTEE
Author: Alain Poquérusse
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Languages : fr
Pages : 354
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APRES UNE REVUE THEORIQUE DES REGIMES THERMODYNAMIQUES DU PLASMA ET DES QUESTIONS DE TRANSFERT RADIATIF, ON CALCULE LES PROFILS D'ELARGISSEMENT STARK DE RAIES HYDROGENOIDES D'IONS MULTICHARGES, SUR LA BASE DES THEORIES RECENTES QUE L'ON COMPLETE SUR CERTAINS POINTS. LES RESULTATS SONT PRESENTES SOUS UNE FORME REDUITE, APPROCHEE MAIS D'APPLICATION AISEE. LES LARGEURS STARK EXPERIMENTALES DES RAIES OPTIQUEMENT MINCES FOURNISSENT DES MESURES DE LA DENSITE ELECTRONIQUE. LES 2 PREMIERES RAIES DE LYMAN DE C**(5+), C**(4+), LI**(2+) PRESENTENT UNE FORTE REABSORPTION, QUE L'ON CONFRONTE FAVORABLEMENT AUX RESULTATS D'UN CALCUL SOMMAIRE. LA TEMPERATURE ELECTRONIQUE EST OBTENUE PAR LE RAYONNEMENT CONTINU DE RECOMBINAISON. DES VALEURS TYPIQUES PRES DE LA CIBLE SONT 3.10**(20) CM**(-3) ET 120 EV.
Author: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava. Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva
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ISBN: 9788024822686
Category :
Languages : cs
Pages : 23
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Author: Florian Condamine
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse est centrée sur l'étude de la distribution des états de charges, des populations et des fréquences dans un plasma chaud et dense par l'utilisation de méthodes spectroscopiques X. Ces recherches sont fondamentales dans de nombreux domaines. Les études autour des plasmas fortement couplés, la science de la fusion ou l'astrophysique sont des exemples d'applications. Cette thèse présente un travail expérimental agrémenté de simulations dans un but de confrontation des résultats. Les 2 premières études sont concentrées sur l'étude de l'émission X des états de charge de la couche M du Cuivre dans un plasma chaud et dense. Les expériences sont réalisées avec des régimes lasers différents. La première a lieu sur une installation ns-kJ et la seconde avec un laser UHI. Les résultats de très haute résolution témoignent de manière détaillée de l'impact des électrons chauds sur l'émission X de la cible. Des perspectives sont ouvertes par l'observation de phénomènes sous-estimés par les simulations. La fin de ce travail est consacrée à l'étude de la photo-absorption et de la redistribution de fréquences au sein d'un plasma chaud et dense. Pour la première fois, une cible chauffée par laser a été scannée par seeded XFEL afin de mettre à l'épreuve nos modèles. Les résultats obtenus indiquent une mauvaise compréhension de différents phénomènes et ouvrent de nombreuses perspectives.
Author: Guillaume Gallou
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Languages : fr
Pages : 0
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Dans le cadre de la prévention des pollutions atmosphériques et de la protection de la qualité de l'air, la métrologie à l'émission des sources fixes est un élément important pour permettre non seulement d'évaluer la concentration d'un ou plusieurs polluants mais également d'en estimer les flux annuels. Les méthodes de mesure de polluants atmosphériques retenues doivent en principe permettre de vérifier le respect des concentrations limites fixées par arrêtés. Pour répondre au besoin émergent de disposer de moyens de suivi en continu des rejets, la spectrométrie d'émission sur plasma induit par laser (LIBS) présente de nombreux atouts : cette technique permet d'accéder à une analyse multiélémentaire sans nécessiter ni de préparation d'échantillon, ni de conditions d'analyse particulières (la mesure est réalisée à température et pression ambiantes) et ce, quelque soit l'état physique des rejets (liquide, solide, gaz, aérosol). L'objectif de ce travail, soutenu par l'ADEME et menée au sein du CEA et de l'INERIS, est d'étudier et optimiser la technique LIBS pour la mesure en continu et in-situ des polluants métalliques particulaires émis par les sources fixes (incinérateurs, fonderies...). Au cours de cette étude, deux approches expérimentales sont menées conjointement : la première, réalisée au CEA, consiste à recueillir sur des filtres des particules métalliques micrométriques générées avec un nébuliseur ultrasonore puis à analyser ces filtres à l'aide d'un montage LIBS adapté (analyse indirecte). En parallèle, un deuxième dispositif est réalisé à l'INERIS afin d'analyser ces mêmes particules en focalisant le laser directement dans une cellule d'analyse (analyse directe) dans laquelle circule le flux de gaz entrainant l'aérosol. Pour être en mesure d'évaluer correctement les dispositifs d'analyses LIBS ainsi que des protocoles d'acquisition et de traitement des données adaptés à l'analyse d'aérosol, un montage spécifique de génération et de caractérisation d'aérosols métalliques a été conçu et mis en oeuvre. A la suite de ces développements et essais en laboratoire, une campagne de mesures sur un site pilote a été menée au Centre Technique des Industries de la Fonderie (CTIF) à Sèvres. Des mesures ont été effectuées sur un procédé de fusion afin de suivre in situ et en temps réel la concentration en particules métalliques émises lors de coulées de cuivre. Les résultats obtenus confirment la pertinence de l'utilisation de la LIBS pour le contrôle des métaux lourds émis par les sources fixes.
Author: Marie-Hélène Tuilier
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Languages : fr
Pages : 200
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Book Description
EVALUATION DE LA PUISSANCE THEORIQUE NECESSAIRE POUR OBTENIR UNE INVERSION DE POPULATION ENTRE 2 NIVEAUX X D'UN ELEMENT LEGER ET EXAMEN DES MECANISMES DE CREATION DU PLASMA PAR FOCALISATION D'UN LASER SUR UNE CIBLE SOLIDE ET DES MECANISMES DE RECOMBINAISON. DESCRIPTION DE L'EXPERIENCE ET DE L'APPAREILLAGE: REALISATION D'UNE CHAINE LASER PRODUISANT DES IMPULSIONS ULTRA-COURTES ( EQUIV. A 10**(-11) SEC.) AVEC FOCALISATION SUR UNE CIBLE D'AL, ET D'UN APPAREILLAGE DESTINE A L'ANALYSE DES RAIES EMISES DANS LA PLAGE 6 A 9 A. ANALYSE DES RESULTATS SPECTROSCOPIQUES PERMETTANT D'APPORTER DES RENSEIGNEMENTS INTERESSANTS SUR LES PROCESSUS DE RECOMBINAISON: LES RAIES DU SPECTRE K PEUVENT ETRE ATTRIBUEES POUR LA PLUPART A DES TRANSITIONS DES IONS A CONFIGURATION DU LITHIUM, DE L'HELIUM ET DE L'HYDROGENE.
Author: Romain Bruder
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
La LIBS est une technique d’analyse élémentaire encore peu utilisée pour l'analyse de terrain du patrimoine culturel. Trois grandes problématiques ont été le sujet de cette thèse, afin de mieux maîtriser son utilisation dans ce domaine :Passage du laboratoire vers le terrain : la faisabilité de l’identification de pigments sur un chantier de restauration a été illustrée. La complémentarité LIBS-spectroscopie Raman a été démontrée pour l’identification de pigments et les études stratigraphiques. Impact visuel de l’analyse LIBS sur l’œuvre : les dimensions du cratère d'ablation sont contrôlées par la mise en forme et la focalisation du faisceau laser. Les décolorations périphériques observées sont dues à des dépôts oxydés. Des seuils de perception ont été établis en fonction de l’énergie délivrée, ce qui donne la possibilité d'éviter ces décolorations.Effets de matrice : la normalisation de droites d'étalonnage de Cu dans diverses matrices métalliques par la quantité de matière ablatée, la température et la densité électronique du plasma ne corrige pas complètement les variations entre matériaux. Pour les expliquer, la proportion d'atomes ablatés présents sous forme de vapeur atomique dans le plasma est déterminée. Ce paramètre dépend de la nature et de la concentration de l'élément, ainsi que de la matrice considérée, ce qui implique que l'émission du plasma ne semble pas représentative de la composition du matériau et qu'une quantification fiable ne peut être menée qu'à l'aide d'étalons.
Author: Christophe Dutouquet
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Languages : fr
Pages : 124
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Book Description
L'un des principaux défauts du dépôt de couches minces par ablation laser est le manque de connaissances des mécanismes fondamentaux impliqués dans le procédé. En particulier, lorsque l'ablation laser est produite en présence d'un gaz réactif, le rôle des réactions chimiques entre le jet de vapeur et le gaz est une étape essentielle nécessitant une étude approfondie. Dans ce contexte, les densités d'espèces dans le panache du plasma et en particulier les densités de molécules ou radicaux formés par reactions chimiques ont été mesurées par spectroscopie d'émission, par fluorescence induite par laser (LIF) et par spectroscopie d'absorption lors de l'ablation de cibles de titane, d'aluminium, et de carbone dans l'oxygène ou l'azote à basse pression. L'analyse des spectres d'émission moléculaires et atomiques a permis de déterminer les températures rotationnelles, vibrationnelles et électroniques. Les mesures LIF ont permis de détecter les atomes et molécules dans l'état fondamental. Le faisceau laser sonde cylindrique est transformé en une nappe laser de 0.2 ? 40 mm2 de section qui traverse le panache de plasma en passant par son axe de symétrie. La fluorescence induite est détectée par une caméra CCD rapide. Dans cette configuration, il est possible d'obtenir une cartographie tridimensionnelle des densités d'atomes et de molécules dans l'état fondamental. Les mesures d'absorption associées à celles de fluorescence induite par laser complètent les mesures de spectroscopie d'émission, permettant de détecter les espèces dans l'état excité dans des régions du plasma de plus haute température. L'ensemble des résultats met en évidence le rôle des réactions chimiques en phase plasma dans la synthèse de couches minces par ablation laser réactive.
