Étude des processus d'ionisation et de transferts collisionnels d'énergie dans des vapeurs alcalines et alcalino-terreuses excitées par rayonnements laser et synchrotron

par Denis Cubaynes

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François J. Wuilleumier.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le jury était composé de François J. Wuilleumier.


  • Résumé

    Le couplage de la spectroscopie d'électrons, du rayonnement synchrotron et de faisceaux laser nous a permis d’étudier d’une part la photoionisation résonnante d’atomes aloalins ou aloalino-terreux initialement dans leur état fondamental (Ba) ou excite (Ba*, Na*) d’autre part les processus de transfert collisionnels d'énergie aboutissant à l’ionisation d'une vapeur d'atomes (Ba) irradiée par un rayonnement laser résonnant L'étude des différentes voies de relaxation des états autoionisants peuplés à partir de l’état fondamental du baryum nous a permis de caractériser différentes résonances d'excitation d’un électron 5p ainsi que de mesurer la force d'oscillateur associée à l'ensemble de ces transitions d'excitation. Nous avons également déterminé les seuils d'ionisation 5p vers lesquels convergent différente séries du spectre de photoabsorption. La relaxation d'états autoionisants peuplés par rayonnement synchrotron à partir des états 6s5d 1,3D du baryum excité a pu également être observée et analysée pour la première fois, permettant la mise en évidence et la caractérisation des similarités et des différences dans le comportement d'atomes à l'état fondamental et à l’état excité. L'observation des électrons de très basse énergie émis dans les processus collisionnels de transfert d'énergie et la mesure précise de leur énergie cinétique a permis, dans le baryum excité, de déterminer sans ambiguité la succession des mécanismes aboutissants à l'ionisation de la vapeur : collision d'association d'énergie, collision d’énergie Penning. Enfin, nous avons démontré, dans une expérience de faisabilité réalisée sur le sodium, la possibilité de peupler des états très excités proches de la limite d'ionisation en quantité suffisante pour que leur interaction avec le rayonnement synchrotron soit détectable L'autoionisation des états ainsi créés par l'excitation d'un électron de couche interne et d'un électron de couche externe a été observée et analysée. Les énergies de ces états ont été mesurées ainsi que les forces d’oscillateur relatives des transitions conduisant à leur création.

  • Titre traduit

    Study of ionization and collisional energy transfer processus in alkali and alkaline-earth vapors excited by laser and synchrotron radiations


  • Résumé

    The combined use of electron spectrometry with synchrotron and laser radiations allowed us to study resonant photoionization (autoionization) of alkali and alkaline-earth atoms in the 16-35 eV photon energy range. These atoms were initially in their ground state or brought into some excited states via laser excitation. Ln addition, collisional energy transfer processes leading to the ionization of laser excited barium vapor were also analysed. Various channels are open for the relaxation of autoionizing states created by resonant excitation of a 5p inner electron in barium. We have been able to characterize a number of resonances belonging to various series, to measure the corresponding ionization threholds and to determine oscillation strength for discrete 5p excitation. The same analysis was performed on laser excited barium atoms in 6s5d 1,3D states. Similarities and differences in the behaviour of atoms in ground and excited states with respect to autoionization are pointed out. Through the observation of very low energy electrons emited in collisional processus between excited barium atoms, we have been able to measure their kinetic energy and to determine the full sequence of energy transfer processes leading to the ionization of the vapor (energy Pooling collisions, Penning ionization). Finally, we have demonstrated succesfully that it was possible to use more than one laser in connection with synchrotron radiation to populate, via stepwise laser excitation atoms in highly excited states, close the ionization limit, and to produce inner-shell excited autoionizing states. We have been able to measure the energies of a number of previously unknown autoionizing states in sodium and determine, on a relative scale, the oscillate strength of the various excited transitions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (362 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [355]-362

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1987)252
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