Etude théorique de l'interaction entre une impulsion laser intense et un agrégat de gaz rare PDF Download
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Author: Samuel Micheau
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Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
L'irradiation d'agrégats de gaz rare de taille nanométrique par une impulsion laser brève (quelques 10^-15 s) et intense (I>10^15 W/cm2) génère un rayonnement X (multi-keV) de courte durée. Afin de comprendre et modéliser les mécanismes mis en jeu dans ce type d'interaction, nous avons repris un modèle hydrodynamique existant, le modèle "nanoplasma", où la cible est considérée comme une sphère diélectrique irradiée par le champ laser, produisant un plasma nanométrique. Nous avons cependant démontré que le modèle en l'état ne pouvait reproduire les résultats expérimentaux tels que les importants degrés d'ionisation observés et les spectres X associés. Nous avons alors inclus dans le modèle deux mécanismes supplémentaires qui améliorent significativement la dynamique d'ionisation :(i) Nous avons introduit des processus d'ionisation d'ordres supérieurs en incluant des états excités intermédiaires. Nous avons pour cela utilisé une approche potentiel modèle pour décrire la structure électronique des ions et nous avons évalué les sections efficaces totales d'excitation collisionnelles suivant le formalisme des ondes distordues.(ii) Nous avons étudié l'influence des phénomènes d'écran induits par la densité d'électrons libres sur la dynamique de l'interaction à l'aide d'un potentiel d'écran sophistiqué. Le modèle nanoplasma amélioré permet à présent de reproduire les populations d'états de charge très élevés observées expérimentalement ainsi que la variation de l'émission Heα provenant d'agrégats d'argon en fonction des différents paramètres de l'interaction. Nous avons également simulé les spectres d'émission X résolus en temps et en énergie. Ces spectres indiquent une durée d'émission ultra-brève (inférieure à 100 fs).
Author: Samuel Micheau
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Languages : fr
Pages : 229
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Book Description
L'irradiation d'agrégats de gaz rare de taille nanométrique par une impulsion laser brève (quelques 10^-15 s) et intense (I>10^15 W/cm2) génère un rayonnement X (multi-keV) de courte durée. Afin de comprendre et modéliser les mécanismes mis en jeu dans ce type d'interaction, nous avons repris un modèle hydrodynamique existant, le modèle "nanoplasma", où la cible est considérée comme une sphère diélectrique irradiée par le champ laser, produisant un plasma nanométrique. Nous avons cependant démontré que le modèle en l'état ne pouvait reproduire les résultats expérimentaux tels que les importants degrés d'ionisation observés et les spectres X associés. Nous avons alors inclus dans le modèle deux mécanismes supplémentaires qui améliorent significativement la dynamique d'ionisation :(i) Nous avons introduit des processus d'ionisation d'ordres supérieurs en incluant des états excités intermédiaires. Nous avons pour cela utilisé une approche potentiel modèle pour décrire la structure électronique des ions et nous avons évalué les sections efficaces totales d'excitation collisionnelles suivant le formalisme des ondes distordues.(ii) Nous avons étudié l'influence des phénomènes d'écran induits par la densité d'électrons libres sur la dynamique de l'interaction à l'aide d'un potentiel d'écran sophistiqué. Le modèle nanoplasma amélioré permet à présent de reproduire les populations d'états de charge très élevés observées expérimentalement ainsi que la variation de l'émission Heα provenant d'agrégats d'argon en fonction des différents paramètres de l'interaction. Nous avons également simulé les spectres d'émission X résolus en temps et en énergie. Ces spectres indiquent une durée d'émission ultra-brève (inférieure à 100 fs).
Author: Fabien Megi
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Languages : fr
Pages : 101
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Cette thèse présente deux modèles étudiant l'interaction de lasers intenses (éclairements de 10^11 à 10^17 W/cm^2) avec des agrégats de grande taille (100 atomes à plusieurs milliers). Premièrement nous proposons d'ajouter un terme d'amortissement avec la surface au modèle nanoplasma original de T.Ditmire et al. (1996). Nous comparons diverses observables expérimentales (xénon) et étudions l'évolution des états de charge avec la taille ou l'éclairement. Deuxièmement nous proposons un modèle microscopique de dynamique moléculaire à trois dimensions robuste en l'absence d'excitation. L'émission électronique à 10^11 W/cm^2 (sodium) se compare à celle obtenue par d'autres modèles tels que le modèle VUU-LDA. Les électrons de coeur sont émis à partir de 5 10^15 W/cm^2. Les événements rares sont accessibles et nous montrons que l'explosion ionique de type coulombien est autosimilaire (10^16 W/cm^2). Enfin, l'émission électronique (gaz rare) est comparée avec le modèle nanoplasma.
Author: SANDRINE.. DOBOSZ
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Languages : fr
Pages : 236
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LES AGREGATS DE GAZ RARES SONT UNE CIBLE ENCORE PEU ETUDIEE EN CHAMP LASER INTENSE. OR, LEURS PROPRIETES PARTICULIERES EN FONT UNE CIBLE TRES INTERESSANTE. ALORS QU'IL S'AGIT D'UNE CIBLE EN PHASE GAZEUSE, LA DENSITE LOCALE AU SEIN DES AGREGATS EST TRES ELEVEE, PROCHE DE CELLE D'UN SOLIDE. L'IRRADIATION INTENSE DES AGREGATS PRODUIT UN PLASMA AU SEIN DUQUEL DES PHENOMENES D'ECHAUFFEMENT COLLISIONNEL SE DEVELOPPENT. CECI EXPLIQUE, NOTAMMENT, LES ETATS D'IONISATION ELEVES DES FRAGMENTS ET LA GENERATION DE RAYONNEMENT X DANS LA GAMME D'ENERGIE DU KEV. L'ENSEMBLE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX MONTRE QUE LES ATOMES DANS LES AGREGATS SONT D'ABORD IONISES PAR EFFET TUNNEL SUIVIS PAR UNE IONISATION PAR IMPACT ELECTRONIQUE. PAR EXEMPLE, POUR DES AGREGATS DE XENON, NOUS AVONS DETECTE DES IONS XE#Q#+ JUSQUE 30 FOIS CHARGES. LES ELECTRONS LES PLUS ENERGETIQUES QUITTENT L'AGREGAT, CREANT AINSI UN DEFAUT DE CHARGE EN SURFACE. LE PLASMA SE DETEND ALORS SOUS L'ACTION CONJUGUEE DE LA PRESSION COULOMBIENNE ET DE LA PRESSION CINETIQUE. L'IMPORTANCE DE L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE DEPEND DE LA TAILLE DE L'AGREGAT, LES PLUS PETITS SE DILATANT PRINCIPALEMENT SOUS L'ACTION DES FORCES ELECTROSTATIQUES. CE SCENARIO PERMET D'EXPLIQUER LA PRESENCE DE FRAGMENTS AVEC DES ENERGIES ALLANT JUSQU'AU MEV. NOUS AVONS EGALEMENT REALISE UNE ETUDE DE SPECTROSCOPIE X A HAUTE RESOLUTION AFIN D'EXPLORER IN SITU LES PROPRIETES DU PLASMA. CETTE ETUDE SOULIGNE LE ROLE ESSENTIEL DES COLLISIONS ENTRE LES ELECTRONS ET LES IONS, A L'ORIGINE DE LA GENERATION DE RAYONNEMENT X DANS LA GAMME D'ENERGIE DU KEV. NOS OBSERVATIONS ONT ETE ETAYES PAR UN MODELE D'EXPANSION DU PLASMA GENERE A PARTIR D'UN AGREGAT.
Author: Stéphane Laulan
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Languages : fr
Pages : 167
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Nous présentons une étude théorique de l'interaction entre un atome à deux électrons actifs et un champ laser de fort éclairement (10exposant14 à 10exposant15 W/cm2) et de durée d'impulsion ultra-brève (quelques 10exposant-15 à quelques 10exposant-18 s). Nous décrivons dans une premier temps les techniques expérimentales actuelles capables de produire un rayonnement cohérent de haute puissance dans le domaine spectral UV-XUV, et de durée d'impulsion de l'ordre de la femtoseconde ou subfemtoseconde. Un modèle semi-classique d'une impulsion laser avec de telles caractéristiques est alors défini. Puis, nous développons une méthode numérique basée sur l'utilisation des fonctions B-splines pour décrire la structure électronique d'un atome à deux électrons actifs. Un traitement non perturbatif de type spectral est alors proposé pour représenter la propagation dans le temps de la fonction d'onde du système irradié, où le point important est de définir le plus précisément possible la région du double continuum atomique. Nous exposons finalement des résultats sur la double ionisation des atomes d'hélium et de béryllium en présence d'un champ laser intense et bref, issus de notre approche numérique. Ils concernent en particuler des calculs de sections efficaces totales d'ionisation, et de distributions énergétiques entre les électrons éjectés dans le double continuum après absorption d'un photon et de deux photons.
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Category : Physics
Languages : fr
Pages : 482
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Author: FREDERIC.. BLASCO
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Languages : fr
Pages : 143
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LA PROPAGATION D'UNE IMPULSION LASER FEMTOSECONDE INTENSE, AU TRAVERS D'UN GAZ PERMET DE PRODUIRE, TRES RAPIDEMENT, UN PLASMA COMPOSE D'ELECTRONS ET D'IONS POSITIFS MULTICHARGES. L'IONISATION EST PRINCIPALEMENT LE RESULTAT DE L'INTERACTION ENTRE LES PHOTONS LASER ET LES ATOMES DE GAZ, ET SE PRODUIT PAR EFFET MULTIPHOTONIQUE OU PAR EFFET TUNNEL SUIVANT L'INTENSITE LASER MISE EN JEU. A DES INTENSITES DE L'ORDRE DE 10#1#6 W/CM#2 L'IONISATION D'UN GAZ, PRODUIT PAR UNE IMPULSION LASER FEMTOSECONDE INTENSE, CONDUIT A UNE DEFOCALISATION ET A UNE MODIFICATION DU SPECTRE DE CETTE IMPULSION AU COURS DE SA PROPAGATION. CECI RESULTE DE LA FORTE DYNAMIQUE D'IONISATION QUI PREND PLACE AU COURS DE LA MONTEE DE L'IMPULSION LASER. L'UTILISATION DE JETS SUPERSONIQUES PRESENTANT DE FORT GRADIENTS EN BORD NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LA DEFOCALISATION PEUT ETRE NOTABLEMENT REDUITE, PERMETTANT AINSI D'ATTEINDRE DES ETATS D'IONISATION IMPORTANTS. NOUS AVONS PAR AILLEURS CARACTERISE LE FRONT D'IONISATION PAR L'ETUDE DU DECALAGE D'UNE IMPULSION LASER SONDE TRANSMISE DANS LE PLASMA. CE DECALAGE SPECTRAL EST ASSOCIE A DEUX EFFETS : DYNAMIQUE D'IONISATION DU FRONT ET VARIATION RAPIDE DE L'INDICE DU A LA PROPAGATION DU FRONT A UNE VITESSE PROCHE DE LA VITESSE DE LA LUMIERE. NOUS AVONS MESURE POUR LA PREMIERE FOIS, LA DERIVE EN FREQUENCE D'UNE IMPULSION LASER ULTRA-COURTE PAR COLLISION AVEC UN FRONT D'IONISATION RELATIVISTE DANS DEUX DIRECTIONS ET NOUS AVONS MONTRE CLAIREMENT LA POSSIBILITE D'ACCELERER DES PHOTONS A L'AIDE D'UN FRONT D'IONISATION RELATIVISTE. POUR UNE IMPULSION D'INTENSITE EGALE OU SUPERIEURE A 10#1#8 W/CM#2 LES EFFETS RELATIVISTES ET NON LINEAIRES CONTRIBUENT A UNE AUTOFOCALISATION ET AUTOGUIDAGE DE L'IMPULSION LASER. POUR UNE INTENSITE DE L'ORDRE DE 5 10#1#8 W/CM#2 ON OBSERVE UNE FILAMENTATION DU FAISCEAU EN TROIS CANAUX. LES CONDITIONS D'OBTENTION DE L'AUTOFOCALISATION RELATIVISTE SONT TRES DEPENDANTES DES CONDITIONS DE FOCALISATION DANS LE JET.
Author: Cécilia Giovanetti-Teixeira
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Languages : fr
Pages : 290
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Une molécule, dans un champ laser intense, permet semi-classiquement, à un électron de valence de « tunnéler », d’être accéléré dans ce champ avec une trajectoire classique, et de revenir se recombiner radiativement avec l’ion. Un rayonnement harmonique est émis, intense jusque dans l’XUV, ultra-bref, et cohérent. La recollision de l’électron libre peut être utilisée comme sonde de l’orbitale dont il est issu, donc de la structure, la dynamique électronique et nucléaire de la molécule. Une même énergie de recollision est le produit de deux types trajectoires électroniques. Numériquement, en résolvant l’équation de Schrödinger dépendante du temps (ESDT), pour les séparer il faut utiliser des techniques de traitement du signal. Une étude spatio-temporelle de la génération d’harmoniques d’ordre élevé (GHOE) dans les molécules diatomiques H2+ et N2 pour diverses orientations molécules - laser, et dans les atomes de Ar et He, permet d’identifier l’origine des minima présents dans leur spectre. Une étude des effets isotopiques sur la GHOE est réalisée avec les molécules H2 , D2 et T2. Il y a des différences dans les temps de retours électroniques entre les trois isotopes, et dans leur spectre d’harmoniques ; et les populations des niveaux vibrationnels dépendent de la masse nucléaire qui influence les transitions électroniques radiatives. Une application de la GHOE est la tomographie d’orbitales moléculaires. Des reconstructions ont été effectuées, théoriques, à partir des spectres d’harmoniques bruts et filtrés, et expérimentales.
Author: Harouna Sileye Ba
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Languages : fr
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Book Description
"Nous présentons dans ce document une étude théorique de l'interaction entre l'atome d'hydrogène et un champ laser intense et bref à dérive de fréquence. Dans un premier temps, nous établissons une méthode basée sur les fonctions B-splines qui permet de décrire avec précision l'ensemble de la structure énergétique du système atomique. Dans le second temps, nous développons une approche non perturbative de type spectrale, basée sur la résolution exacte de l'équation de Schrödinger dépendante du temps, pour décrire l'atome d'hydrogène en interaction avec un champ laser. Nous proposons particulèrement une représentation réaliste d'une impulsion laser à dérive fréquence. Finalement, nous étudions le processus d'ionisation au dessus du seuil de l'atome d'hydrogène soumis à une impulsion à dérive de fréquence. Nos résultats montrent que la dérive de fréquence laser permet de contrôler et d'optimiser le transfert de population de l'état fondamental vers les états électroniques intermédiaires impliqués dans le processus d'ionisation." --Sommaire.
Author: Sébastien Forget
Publisher: Springer
ISBN: 3642367054
Category : Science
Languages : en
Pages : 179
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Book Description
Organic lasers are broadly tunable coherent sources, potentially compact, convenient and manufactured at low-costs. Appeared in the mid 60’s as solid-state alternatives for liquid dye lasers, they recently gained a new dimension after the demonstration of organic semiconductor lasers in the 90's. More recently, new perspectives appeared at the nanoscale, with organic polariton and surface plasmon lasers. After a brief reminder to laser physics, a first chapter exposes what makes organic solid-state organic lasers specific. The laser architectures used in organic lasers are then reviewed, with a state-of-the-art review of the performances of devices with regard to output power, threshold, lifetime, beam quality etc. A survey of the recent trends in the field is given, highlighting the latest developments with a special focus on the challenges remaining for achieving direct electrical pumping of organic semiconductor lasers. A last chapter covers the applications of organic solid-state lasers.
Author: Agnes Buka
Publisher: World Scientific
ISBN: 1848167997
Category : Science
Languages : en
Pages : 299
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Book Description
The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
