GENERATION D'ELECTRONS RAPIDES ET EMISSION X DANS L'INTERACTION D'UN LASER SUB-PICOSECONDE INTENSE AVEC UNE CIBLE SOLIDE PDF Download
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Author: ANTOINE.. ROUSSE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 295
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Book Description
NOUS AVONS REALISE UNE ETUDE DETAILLEE DU FAISCEAU D'ELECTRONS RAPIDES PRODUIT PAR LES MECANISMES D'ABSORPTION NON LINEAIRES LORS DE L'INTERACTION, AVEC UN MATERIAU SOLIDE, D'UNE IMPULSION LASER DE 100 FS, DE LONGUEUR D'ONDE DE 620 NM, D'ENERGIE DE 1 MJ ET DE FLUX LASER SUR CIBLE DE 10#1#6 WM#2/CM#2. LE FAISCEAU LASER EST FOCALISE EN INCIDENCE NORMALE PAR RAPPORT A LA SURFACE DE LA CIBLE. L'EMISSION X KALPHA GENEREE PAR LES ELECTRONS RAPIDES A ETE ANALYSEE DANS UN DOMAINE SPECTRAL DE 1 KEV A 4 KEV GRACE A UN SPECTROGRAPHE DU TYPE VONHAMOS ET A UN CODE NUMERIQUE MONTE-CARLO PERMETTANT DE SIMULER LA PENETRATION DES ELECTRONS DANS DES CIBLES MULTI-COUCHES AL/SIO#2 ET AL/CAF#2. L'ETALONNAGE DE L'INTENSITE DE L'EMISSION KALPHA OBTENUE AVEC CES DEUX DIAGNOSTICS A ETE EFFECTUEE A PARTIR DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU D'ELECTRONS MONOENERGETIQUES AVEC CES MEMES CIBLES. LA CONDITION OPTIMALE POUR LA PRODUCTION DES ELECTRONS RAPIDES EST OBTENUE SI L'ENERGIE CONTENUE DANS LA PRE-IMPULSION DU LASER (ASE) EST VOISINE DU SEUIL DE DOMMAGE DE LA CIBLE. LA COMPARAISON DE L'EMISSION KALPHA EXPERIMENTALE ET PREDITE PAR LE CODE A MONTRE QUE 15% DE L'ENERGIE DU LASER EST CONVERTIE EN UNE FONCTION DE DISTRIBUTION D'ELECTRONS RAPIDES DE TEMPERATURE CARACTERISTIQUE EGALE A 8 KEV. LA FLUENCE DE LA SOURCE KALPHA EST DE 0.11 J/CM#2 ET SA DUREE D'EMISSION EST DE L'ORDRE DE 100 FS CAR ELLE EST UNIQUEMENT LIMITEE PAR LE TEMPS DE THERMALISATION DES ELECTRONS RAPIDES DANS LE SOLIDE. LA RESOLUTION SPATIALE ET SPECTRALE DE CETTE EMISSION A L'AIDE D'UNE CAMERA CCD REFROIDIE SENSIBLE AU RAYONNEMENT X A DEMONTRE L'ACCORDABILITE SPECTRALE DE CETTE SOURCE KALPHA JUSQU'A DES ENERGIES SUPERIEURES A 6 KEV. DANS UNE SECONDE EXPERIENCE, NOUS AVONS DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT, POUR LA PREMIERE FOIS EN REGIME SUB-PICOSECONDE, LA GENERATION D'UNE EMISSION X KALPHA DE FLUORESCENCE (3.69 KEV). ELLE A ETE INDUITE PAR LA PHOTIONISATION EN COUCHE INTERNE D'UN ECHANTILLON DE CALCIUM IRRADIE PAR LA SOURCE KALPHA (4.51 KEV) PRODUITE PAR LE DEPOT D'ENERGIE DES ELECTRONS RAPIDES DANS UNE CIBLE DE TITANE
Author: ANTOINE.. ROUSSE
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Category :
Languages : fr
Pages : 295
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Book Description
NOUS AVONS REALISE UNE ETUDE DETAILLEE DU FAISCEAU D'ELECTRONS RAPIDES PRODUIT PAR LES MECANISMES D'ABSORPTION NON LINEAIRES LORS DE L'INTERACTION, AVEC UN MATERIAU SOLIDE, D'UNE IMPULSION LASER DE 100 FS, DE LONGUEUR D'ONDE DE 620 NM, D'ENERGIE DE 1 MJ ET DE FLUX LASER SUR CIBLE DE 10#1#6 WM#2/CM#2. LE FAISCEAU LASER EST FOCALISE EN INCIDENCE NORMALE PAR RAPPORT A LA SURFACE DE LA CIBLE. L'EMISSION X KALPHA GENEREE PAR LES ELECTRONS RAPIDES A ETE ANALYSEE DANS UN DOMAINE SPECTRAL DE 1 KEV A 4 KEV GRACE A UN SPECTROGRAPHE DU TYPE VONHAMOS ET A UN CODE NUMERIQUE MONTE-CARLO PERMETTANT DE SIMULER LA PENETRATION DES ELECTRONS DANS DES CIBLES MULTI-COUCHES AL/SIO#2 ET AL/CAF#2. L'ETALONNAGE DE L'INTENSITE DE L'EMISSION KALPHA OBTENUE AVEC CES DEUX DIAGNOSTICS A ETE EFFECTUEE A PARTIR DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU D'ELECTRONS MONOENERGETIQUES AVEC CES MEMES CIBLES. LA CONDITION OPTIMALE POUR LA PRODUCTION DES ELECTRONS RAPIDES EST OBTENUE SI L'ENERGIE CONTENUE DANS LA PRE-IMPULSION DU LASER (ASE) EST VOISINE DU SEUIL DE DOMMAGE DE LA CIBLE. LA COMPARAISON DE L'EMISSION KALPHA EXPERIMENTALE ET PREDITE PAR LE CODE A MONTRE QUE 15% DE L'ENERGIE DU LASER EST CONVERTIE EN UNE FONCTION DE DISTRIBUTION D'ELECTRONS RAPIDES DE TEMPERATURE CARACTERISTIQUE EGALE A 8 KEV. LA FLUENCE DE LA SOURCE KALPHA EST DE 0.11 J/CM#2 ET SA DUREE D'EMISSION EST DE L'ORDRE DE 100 FS CAR ELLE EST UNIQUEMENT LIMITEE PAR LE TEMPS DE THERMALISATION DES ELECTRONS RAPIDES DANS LE SOLIDE. LA RESOLUTION SPATIALE ET SPECTRALE DE CETTE EMISSION A L'AIDE D'UNE CAMERA CCD REFROIDIE SENSIBLE AU RAYONNEMENT X A DEMONTRE L'ACCORDABILITE SPECTRALE DE CETTE SOURCE KALPHA JUSQU'A DES ENERGIES SUPERIEURES A 6 KEV. DANS UNE SECONDE EXPERIENCE, NOUS AVONS DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT, POUR LA PREMIERE FOIS EN REGIME SUB-PICOSECONDE, LA GENERATION D'UNE EMISSION X KALPHA DE FLUORESCENCE (3.69 KEV). ELLE A ETE INDUITE PAR LA PHOTIONISATION EN COUCHE INTERNE D'UN ECHANTILLON DE CALCIUM IRRADIE PAR LA SOURCE KALPHA (4.51 KEV) PRODUITE PAR LE DEPOT D'ENERGIE DES ELECTRONS RAPIDES DANS UNE CIBLE DE TITANE
Author: Michael S. Pindzola
Publisher: American Institute of Physics
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 402
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The proceedings of the Eleventh APS Topical Conference on Atomic Processes in Plasmas benchmarks the ongoing research developments in the interdisciplinary interaction between atomic and plasma physicists as they tackle large scale applied research problems in magnetic fusion, x-ray lasers, astrophysics, inertial fusion, and materials processing.
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Physics
Languages : fr
Pages : 482
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Author: Eric Galtier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 189
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Cette thèse met à profit l'émergence des nouvelles sources de lumière de 4ème génération, les lasers à électrons libres, pour créer et caractériser un état de matière sous conditions extrêmes encore mal connu: la matière dense et tiède (WDM). Une expérience a permis d'étudier les transitions entre les différentes phases solide/WDM/plasma et de caractériser le mécanisme responsable de la thermalisation. L'impulsion laser XUV FLASH, de durée et d'énergie égales à environ 20 femtosecondes et 30 J respectivement, est micro-focalisée sur une cible solide et entraîne un chauffage isochore. L'intensité, supérieure à 1016 W.cm-2, n'a encore jamais été atteinte dans un tel contexte expérimental. Les spectres d'émission d'un plasma d'aluminium sont étudiés pour la première fois à l'aide d'un code couplant un algorithme génétique et un code de physique atomique, afin de remonter à l'évolution temporelle complète de l'interaction entre le laser XUV et la matière solide, et ce malgré l'intégration temporelle des spectres expérimentaux. La première preuve expérimentale de l'importance de l'effet Auger est établie pour le chauffage isochorique d'une cible d'aluminium. La première observation de l'émission X d'une cible de nitrure de bore irradiée sous conditions extrêmes a donné lieu à une étude préliminaire du phénomène. En parallèle, l'effet des électrons supra-thermiques sur la distribution des populations électroniques dans les niveaux d'énergie des ions est analysé et montre une importante similitude avec le processus de photo-ionisation à l'œuvre dans l'interaction laser XUV-matière.
Author: Séréna Bastiani-Ceccotti
Publisher:
ISBN:
Category :
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: GERARD.. MALKA
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 214
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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE COMPRENDRE ET D'ANALYSER LES PROCESSUS PHYSIQUES SUSCEPTIBLES D'ACCELERER DES ELECTRONS A DES ENERGIES RELATIVISTES, LORS DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION LASER ULTRA INTENSE (ECLAIREMENT LASER SUPERIEUR A 10#1#9W/CM#2) AVEC DES ELECTRONS DANS LE VIDE OU UN PLASMA. CES TRAVAUX S'INSCRIVENT DANS LE CADRE DE LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL AVEC LA NOUVELLE APPROCHE DE L'ALLUMEUR RAPIDE. CETTE THESE SE COMPOSE DE TROIS ETUDES EXPERIMENTALES SUR L'ACCELERATION D'ELECTRONS. LES RESULTATS DE CES EXPERIENCES SONT INTERPRETES EN LES COMPARANT A CEUX DONNES PAR DES MODELES THEORIQUES PRESENTES DANS CE RAPPORT : (I) L'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS LE VIDE PAR L'IMPULSION LASER EST MISE EN EVIDENCE EXPERIMENTALEMENT. DES ELECTRONS D'ENERGIE INITIALE DE 1 A 10 KEV ENVIRON, SONT ACCELERES A DES ENERGIES VOISINES DE 1 MEV. CES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC DES SIMULATIONS DE PROPAGATION D'ELECTRONS LIBRES SOUMIS A UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE INTENSE, SPATIALEMENT ET TEMPORELLEMENT FINIE. (II) LE ROLE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE DANS LA PRODUCTION D'ELECTRONS RELATIVISTES (0,4 A 3 MEV) LORS DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU LASER ULTRA INTENSE AVEC UN PLASMA SURDENSE ET PRESENTANT UN PROFIL DE DENSITE TRES RAIDE EST ICI DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EN BON ACCORD AVEC UN MODELE D'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS CE REGIME OU LA TEMPERATURE CHAUDE T#H EST EGALE A L'ENERGIE D'OSCILLATION D'UN ELECTRON DANS LE CHAMP LASER. (III) DANS LE CAS DE L'ACCELERATION D'ELECTRONS (0,5 A 20 MEV), LORS DE L'INTERACTION DU FAISCEAU LASER AVEC UN PLASMA PREFORME SOUS CRITIQUE ET LONG, DEUX TEMPERATURES SUPRATHERMIQUES ET DES CANAUX DE CREUSEMENT DE DENSITE ELECTRONIQUE SONT OBSERVES. CES OBSERVATIONS SONT A PRIORI LA SIGNATURE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE OU DE LA DIFFUSION RAMAN AVANT DANS UN CANAL CREE PAR L'AUTOFOCALISATION PONDEROMOTIVE ET RELATIVISTE DE L'IMPULSION LASER.
Author: Marina Servol
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
Le développement rapide des lasers ultrabrefs constitue le moteur des progrès remarquables réalisés dans l'étude de la matière soumise à une irradiation intense. La génération de rayonnement X bref, mis en évidence dans ce type d'interaction, fait l'objet d'une attention particulière en raison de son intérêt pour mener des expériences d'imagerie. La courte longueur d'onde des rayons X (0,1 à 100 Å) permet en effet de sonder par diffraction la matière avec une résolution de l'ordre de la distance interatomique et de fournir ainsi une information directe sur la structure atomique d'un matériau. Délivres de façon pulsée, ils permettent à la façon d'un stroboscope de sonder la dynamique de phénomènes ultrabrefs.Dans ce cadre, nous avons étudié l'interaction d'un faisceau laser intense et bref avec des grains de poudre en écoulement. Ce système présente un certain nombre d'avantages techniques sur les cibles conventionnelles. D'un point de vue fondamental, cette étude permet d'évaluer l'influence de la structure particulière de ce nouveau type de cible sur l'interaction laser-matière.Une première phase du travail a été consacrée à l'élaboration du système d'écoulement sous vide et à un choix de poudres permettant d'étudier différents régimes d'interaction. Nous avons ensuite étudié les propriétés de cette source, telles que l'extension spatiale et spectrale, l'émissivité ou la cadence de répétition maximale. Les flux de photons X obtenus sont comparables à ceux obtenus sur cible solide massive. Les spectres X mesurés nous permettent également de comprendre les phénomènes se produisant au cours de l'interaction.
Author: Céline Ramond
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 177
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Ce travail de thèse a consisté en l'étude de la dynamique sub-picoseconde de l'interaction laser-agrégats d'argon par spectroscopie X et d'électrons énergétiques. Une attention particulière à été portée à la mesure précise de l'intensité seuil en éclairement laser nécessaire pour la production de lacune en couche interne. L'évolution de ce paramètre clé avec la durée d'impulsion doit en effet permettre de révéler la compétition temporelle entre les mécanismes de chauffage des électrons et l'expansion de l'agrégat. Ces mesures, réalisées pour deux longueurs d'onde du laser, 400 et 800 nm, ont permis de confirmer des résultats expérimentaux précédents: des valeurs extrêmement basses ont été trouvées, de l'ordre de 1014W/cm2, mais ici pour des durées d'impulsion supérieures à 800 fs en lumière IR et 600 fs pour le bleu. Pour cette valeur d'intensité laser, seul l'ionisation des premiers électrons des atomes d'argon est possible par effet tunnel, démontrant ainsi que la production d'Ar1+ est le processus d'allumage pour la production de rayonnement X issu de la désexcitation d'ions multichargés Arq+. Il a aussi été possible, pour la première fois, d'étudier l'influence unique de la longueur d'onde sur l'efficacité des mécanismes de chauffage des électrons. Nous avons montré que sur la gamme de durées d'impulsion étudiée, i.e. jusqu'à 735 fs, la probabilité d'ionisation en couche interne est toujours 10 fois supérieur en IR qu'en bleu, mettant en défaut les résultats présents dans la littérature. Enfin, nous avons démontré expérimentalement une forte corrélation entre l'émission X et la partie haute énergie de la distribution énergétique des électrons.
Author: Jean-Michele Pouvesle
Publisher:
ISBN:
Category : High power lasers
Languages : fr
Pages : 324
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Author: ERIK.. LEFEBVRE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 303
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L'OBJECTIF DE NOTRE TRAVAIL EST D'IDENTIFIER LES PRINCIPAUX MECANISMES DU COUPLAGE LASER-PLASMA DANS L'INTERACTION D'UNE IMPULSION ULTRA-INTENSE AVEC UN PLASMA SURCRITIQUE. L'OUTIL PRINCIPAL DE CETTE RECHERCHE EST LA SIMULATION NUMERIQUE A L'AIDE DE CODES CINETIQUES PARTICULAIRES. L'ORIGINE DE TOUS LES PHENOMENES RESIDE DANS LE TERME NON-LINEAIRE DE LA FORCE DE LORENTZ QUE SUBISSENT LES ELECTRONS. CETTE FORCE EXCITE DES OSCILLATIONS ELECTRONIQUES AU BORD DE LA CIBLE, CONDUISANT A LA GENERATION D'UN CERTAIN NOMBRE D'ELECTRONS SUPRATHERMIQUES. NOUS AVONS MONTRE QUE CE CHAUFFAGE DEPEND FORTEMENT DU PROFIL DE DENSITE DE LA CIBLE. EN FONCTION DE LA DENSITE DU PLASMA ET DE L'ECLAIREMENT LASER, LA SEPARATION DE CHARGES QU'INDUIT L'IMPULSION INCIDENTE PERMET AUSSI DE COMPRIMER LA CIBLE, D'EXCITER DES ONDES ACOUSTIQUES IONIQUES OU DE GENERER DES IONS DE FORTE ENERGIE CINETIQUE. ENFIN, POUR DES PLASMAS PEU SURCRITIQUES, LE PHENOMENE DE TRANSPARENCE AUTO-INDUITE RELATIVISTE PEUT PERMETTRE LA TRANSMISSION DE L'ONDE LASER A TRAVERS LA CIBLE. L'ETUDE NUMERIQUE DE CE MECANISME A MIS EN EVIDENCE PLUSIEURS ASPECTS CINETIQUES NOUVEAUX, COMME LA REFLEXION D'UNE PARTIE DU RAYONNEMENT LASER AVEC UN DECALAGE VERS LE ROUGE CARACTERISTIQUE ET UNE ABSORPTION IMPORTANTE SOUS FORME DE CHAUFFAGE ELECTRONIQUE. LES SEUILS DE TRANSPARENCE QUE NOUS AVONS OBTENUS PAR LA SIMULATION RESTENT DU MEME ORDRE DE GRANDEUR QUE LES ESTIMATIONS ANALYTIQUES PASSEES. FINALEMENT, NOUS PRESENTONS EN DETAIL ET UTILISONS UNE METHODE SIMPLIFICATRICE POUR TRAITER AVEC UN CODE MONODIMENSIONNEL L'INCIDENCE OBLIQUE D'UNE ONDE LASER PLANE SUR UNE CIBLE. CETTE METHODE NOUS A PERMIS DE RETROUVER BON NOMBRE DE RESULTATS PASSES. NOTRE TRAVAIL PEUT ETRE PROLONGE PAR PLUSIEURS ETUDES: INCIDENCE OBLIQUE, ASPECTS BI- ET TRIDIMENSIONNELS, RAPPROCHEMENT DE CODES DE MODELISATION DE NIVEAUX DIFFERENTS
