Etudes théorique et expérimentale de plasmas produits par laser en vue de leur application a l'analyse chimique des matériaux en environnement complexe PDF Download
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Author: Guillaume Clair
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Languages : fr
Pages : 157
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Book Description
Ce travail présente une étude originale de l'interaction laser-matière en régime nanoseconde à l'aide d'une double approche expériences-modélisation numérique. L'approche expérimentale vise à caractériser les plasmas produits par laser et l'empreinte laissée par le faisceau laser sur la cible. L'approche numérique s'appuie sur un modèle 1D qui permet de décrire le chauffage de la cible par le laser, l'ablation de matière et la formation d'un plasma dans cette matière ablatée dûe à l'interaction avec le laser. Des comparaisons des résultats obtenus par les deux approches permettent d'évaluer le degré de précision des résultats issus du modèle. Ces comparaisons se limitent aux 100 premières nanosecondes d'expansion du plasma. Nous montrons ainsi que le modèle décrit assez bien l'écrantage du faisceau laser par le plasma, l'expansion du plasma et la propagation de l'onde de choc dans le gaz ambiant. De plus, les valeurs des seuils d'ablation et de formation du plasma sont calculées avec une bonne précision. En revanche, des écarts sont constatés pour la modélisation des processus d'interaction entre le laser et la cible. Le degré de précision du modèle est au final suffisamment bon pour nous permettre d'étudier précisément l'effet du gaz ambiant sur les propriétés et la dynamique du plasma.
Author: Guillaume Clair
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Languages : fr
Pages : 157
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Book Description
Ce travail présente une étude originale de l'interaction laser-matière en régime nanoseconde à l'aide d'une double approche expériences-modélisation numérique. L'approche expérimentale vise à caractériser les plasmas produits par laser et l'empreinte laissée par le faisceau laser sur la cible. L'approche numérique s'appuie sur un modèle 1D qui permet de décrire le chauffage de la cible par le laser, l'ablation de matière et la formation d'un plasma dans cette matière ablatée dûe à l'interaction avec le laser. Des comparaisons des résultats obtenus par les deux approches permettent d'évaluer le degré de précision des résultats issus du modèle. Ces comparaisons se limitent aux 100 premières nanosecondes d'expansion du plasma. Nous montrons ainsi que le modèle décrit assez bien l'écrantage du faisceau laser par le plasma, l'expansion du plasma et la propagation de l'onde de choc dans le gaz ambiant. De plus, les valeurs des seuils d'ablation et de formation du plasma sont calculées avec une bonne précision. En revanche, des écarts sont constatés pour la modélisation des processus d'interaction entre le laser et la cible. Le degré de précision du modèle est au final suffisamment bon pour nous permettre d'étudier précisément l'effet du gaz ambiant sur les propriétés et la dynamique du plasma.
Author: Nadine André (docteur en physique)
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Languages : fr
Pages : 184
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Book Description
DANS LE CADRE DES ETUDES MENEES SUR L'APPLICATION DE LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION SUR PLASMA PRODUIT PAR LASER (SEO-PPL) A L'ANALYSE ELEMENTAIRE DES SOLIDES, L'OBJECTIF QUE NOUS NOUS SOMMES FIXE, CONSISTE A ELABORER UNE METHODE DE QUANTIFICATION DES SIGNAUX OPTIQUES PERMETTANT DE S'AFFRANCHIR DE L'UTILISATION D'UN ETALON INTERNE. LA REALISATION DE CET OBJECTIF NECESSITE D'UNE PART, DE RECHERCHER LES PARAMETRES QUI FIXENT L'INTENSITE DES RAIES D'EMISSION ET D'AUTRE PART, DE TROUVER DES MOYENS DE DIAGNOSTIC DU PLASMA PERMETTANT LA PRISE EN COMPTE D'EVENTUELLES VARIATIONS DE CES PARAMETRES AU COURS DES MESURES. NOTRE PARTIE EXPERIMENTALE A DEBUTE PAR LE DEVELOPPEMENT D'UNE INSTRUMENTATION PERMETTANT DE CONTROLER LES PARAMETRES EXPERIMENTAUX (SURFACE D'INTERACTION ET PUISSANCE DU FAISCEAU LASER) ET DE DEFINIR UNE PROCEDURE DE MESURE. LE BON NIVEAU DE REPETABILITE DES SIGNAUX OPTIQUES MESURES SANS REFERENCE INTERNE A MONTRE QUE LE PLASMA EST MAITRISE DANS DES CONDITIONS EXPERIMENTALES CONTROLEES. LA SECONDE PARTIE EXPERIMENTALE A EU POUR OBJET LA MISE EN UVRE DES DIAGNOSTICS PLASMA PERMETTANT DE SUIVRE LA VARIATION DES PARAMETRES CLEFS DU PROCEDE D'ABLATION PAR LASER (VAPORISATION, ATOMISATION ET EXCITATION). NOUS AVONS MONTRE QUE LE SIGNAL ACOUSTIQUE, GENERE LORS DE L'EXPANSION DU PLASMA DANS LE MILIEU AMBIANT, EST CORRELE A LA QUANTITE DE MATIERE ATOMISEE. D'APRES NOTRE MODELE, CELA SIGNIFIE QUE LE SIGNAL ACOUSTIQUE ET LA TEMPERATURE D'EXCITATION RENDENT COMPTE DE L'ENSEMBLE DES PROCESSUS D'ABLATION. POUR VALIDER CETTE HYPOTHESE, NOUS AVONS COMPARE LES PENTES DE DROITES D'ETALONNAGE ETABLIES SUR PLUSIEURS MATERIAUX DE NATURE PHYSICO-CHIMIQUE DIFFERENTE. LES RESULTATS OBTENUS SUR LES ECHANTILLONS ETUDIES (ALLIAGES D'ALUMINIUM, DE NICKEL, ACIERS, VERRES) ONT MONTRE QU'IL N'EXISTE PAS D'EFFETS DE MATRICES POUR CES MATERIAUX ET QUE LES QUANTITES DE MATIERE ATOMISEE ET LA TEMPERATURE D'EXCITATION SONT IDENTIQUES. PAR CONTRE, NOUS AVONS OBSERVE DES EFFETS DE MATRICE ENTRE DEUX ALLIAGES D'ALUMINIUM (AL-CU ET AL-ZN) ET DE ZINC, QUI ONT PU ETRE CORRIGES PAR NOTRE METHODE DE NORMALISATION
Author: Rawad Saad
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Languages : fr
Pages : 0
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La LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) est une technique d'analyse multi-élémentaire basée sur la spectroscopie d'émission optique surplasma créé par laser. Elle est bien adaptée pour l'analyse en milieu hostile notamment dans l'industrie nucléaire. Des mesures quantitatives sont fréquemment réalisées sur des échantillons solides ou liquides mais, dans certains cas, des comportements atypiques des signaux émis par le plasma ont été observés dans les expériences LIBS. Afin d'éviter ou de limiter d'éventuelles conséquences sur la précision des mesures, il est nécessaire d'améliorer la compréhension de ces phénomènes. L'objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse est d'étudier les réactions chimiques se produisant à l'intérieur d'un plasma généré par laser lors d'une analyse LIBS. Des expériences sur un matériau modèle, d'aluminium métallique pur, ont eu pour but de mettre en évidence la dynamique des recombinaisons moléculaires en fonction du gaz ambiant utilisé par l'étude de l'évolution temporelle des raies d'émission atomiques Al I et des bandes moléculaires AlO et AlN. Un effet d'excitation collisionnelle a été mis en évidence pour un niveau électronique particulier de l'aluminium dans le cas d'une ambiance d'azote. Cet effet disparaît sous air. Des expériences d'imageries de plasma ont été menées pour localiser spatialement les zones où se déroulent ces recombinaisons et des effets spectaculaires de projection de particules ont été mis en évidence.
Author: Rawad Saad
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Languages : fr
Pages : 334
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Author: Brigitte D'Etat
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 310
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ETUDE DES ETATS ELECTRONIQUES LIES EN INTERACTION AVEC LES CHAMPS D'UN PLASMA DENSE ET CHAUD ET EN PARTICULIER DES SPECTRES QUI EN SONT ISSUS. L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE MONTRE QUE LA SERIE DE LYMAN COMPLETE DES IONS HYDROGENOIDES EST UN EXCELLENT CANDIDAT POUR LE DIAGNOSTIC DE LA DENSITE ELECTRONIQUE ET DU TRANSFERT RADIATIF DES PLASMAS DE LASER. L'ANALYSE DES SPECTRES EMIS PAR UN PLASMA DE BORE PERMET UNE ETUDE FINE DES LIMITES DE SERIE ET CELLE DES SPECTRES DU FLUOR (Z::(E) = 9) CONDUIT A UNE ETUDE DE L'EFFET DE DENSITE. LA SERIE HYDROGENOIDE A NOMBRE DE CHARGE CONVENABLEMENT CHOISI EST UN EXCELLENT CANDIDAT POUR LE DIAGNOSTSIC DES PLASMA DE LASER DE DENSITE
Author: PATRICK.. RENAUDIN
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Languages : fr
Pages : 195
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LE RAYONNEMENT X EMIS PAR LES PLASMAS CREES PAR LASER PEUT, DANS CERTAINES CONDITIONS, ETRE AMPLIFIE PAR LE MILIEU. LE BUT DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER TEMPORELLEMENT LA FLUORESCENCE DES TRANSITIONS D'UN ION MULTICHARGE, L'ALUMINIUM ISOELECTRONIQUE DE L'HELIUM. LE PLASMA EST PHOTOIONISE PAR UN RAYONNEMENT X LARGE BANDE EMIS PAR DES IONS ISOELECTRONIQUES DU NICKEL ET DES IONS VOISINS. LA FLUORESCENCE AU COURS DU TEMPS DE LA RAIE 1S2P-1S#2 DE L'ALUMINIUM A ETE MISE EN EVIDENCE DANS UNE EXPERIENCE A DEUX PLASMAS EN EXPANSION DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES. UN MODELE COLLISIONNEL-RADIATIF DETAILLE NOUS A PERMIS DE DETERMINER LA TEMPERATURE ET LA DENSITE ELECTRONIQUE DU PLASMA POUR LESQUELLES LA FLUORESCENCE EST MAXIMALE. LE COUPLAGE ENTRE CE MODE ATOMIQUE ET UN CODE HYDRODYNAMIQUE MONODIMENSIONNEL LAGRANGIEN NOUS A PERMIS DE CHOISIR TOUS LES PARAMETRES ESSENTIELS DE L'EXPERIENCE (TAILLE DE LA SOURCE X, FLUX LASER INCIDENTS, EPAISSEUR DE LA COUCHE D'ALUMINIUM ET L'INSTANT OU IL FAUT PHOTOIONISER LE PLASMA). PAR AILLEURS, NOUS AVONS UTILISE UN CODE NUMERIQUE CALCULANT LE TRANSFERT DE RAYONNEMENT DANS LES RAIES. UNE COMPARAISON ENTRE LES RESULTATS DE CE CODE ET LES RESULTATS EXPERIMENTAUX QUE NOUS AVONS OBTENUS A PERMIS DE QUANTIFIER LES EFFETS ATTENDUS TELS QUE LA REABSORPTION, LA LOCALISATION SPATIO-TEMPORELLE DE LA FLUORESCENCE ET L'IMPORTANCE RELATIVE ENTRE LA PHOTOEXCITATION ET LA PHOTOIONISATION
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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Book Description
This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author:
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Category : Nuclear fuels
Languages : en
Pages : 304
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Author: Sébastien Forget
Publisher: Springer
ISBN: 3642367054
Category : Science
Languages : en
Pages : 179
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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: John Wilfred Orton
Publisher:
ISBN: 0199695822
Category : Science
Languages : en
Pages : 529
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The book is a history of Molecular Beam Epitaxy (MBE) as applied to the growth of semiconductor thin films (note that it does not cover the subject of metal thin films). It begins by examining the origins of MBE, first of all looking at the nature of molecular beams and considering their application to fundamental physics, to the development of nuclear magnetic resonance and to the invention of the microwave MASER. It shows how molecular beams of silane (SiH4) were used to study the nucleation of silicon films on a silicon substrate and how such studies were extended to compound semiconductors such as GaAs. From such surface studies in ultra-high vacuum the technique developed into a method of growing high quality single crystal films of a wide range of semiconductors. Comparing this with earlier evaporation methods of deposition and with other epitaxial deposition methods such as liquid phase and vapour phase epitaxy (LPE and VPE). The text describes the development of MBE machines from the early 'home-made' variety to that of commercial equipment and show how MBE was gradually refined to produce high quality films with atomic dimensions. This was much aided by the use of various in-situ surface analysis techniques, such as reflection high energy electron diffraction (RHEED) and mass spectrometry, a feature unique to MBE. It looks at various modified versions of the basic MBE process, then proceed to describe their application to the growth of so-called 'low-dimensional structures' (LDS) based on ultra-thin heterostructure films with thickness of order a few molecular monolayers. Further chapters cover the growth of a wide range of different compounds and describe their application to fundamental physics and to the fabrication of electronic and opto-electronic devices. The authors study the historical development of all these aspects and emphasise both the (often unexpected) manner of their discovery and development and the unique features which MBE brings to the growth of extremely complex structures with monolayer accuracy.
