Caractérisation par spectroscopie d'émission d'un plasma créé par laser CO2 impulsionnel sur matériaux solides

par Dominique Astic

Thèse de doctorat en Mécaniques des fluides

Sous la direction de Jean-Michel Autric.

Soutenue en 1990

à Aix-Marseille 2 , dans le cadre de Ecole doctorale de mécanique, physique & modélisation (Marseille) , en partenariat avec Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (autre partenaire) .

mots clés

• Spectroscopie des plasmas
• Plasmas, Dynamique des

Résumé

Cette these concerne la caracterisation par spectroscopie d'emission dans le domaine visible d'un plasma produit par l'action d'un laser co#2 impulsionnel focalise sur un materiau solide (au4g ou graphite) place dans une chambre a vide (5. 10-5 torr). La premiere partie est consacree a l'aspect hydrodynamique de l'interaction. Un modele stationnaire monodimensionnel plan decrit l'ecoulement de vapeur dans le cas d'une pression ambiante quelconque. Dans une deuxieme partie, la plasma est etudie grace a la theorie cinetique des gaz ionises dans le but de construire un modele d'equilibre collisionnel-radiatif (e. C. R. ). L'etape suivante presente la methode experimentale utilisee: la spectroscopie d'emission. Les differents mecanismes qui induisent des modifications de l'intensite et du profil des raies sont analysees et les methodes utilisees pour mesurer la densite et la temperature electroniques, en sont deduites. Le dispositif experimental est ensuite decrit (caracteristiques du laser, chambre a vide, spectrographe, analyseur optique multicanaux. . . ). Finalement, des spectres resolus dans le temps et dans l'espace sont presentes en liaison avec des parametres physiques tels que valeurs moyennes du continuum, spectres integres en longueur d'onde,. . . Les densites electroniques en fonction de l'espace et du temps sont obtenues par la mesure de l'elargissement stark. Sous les conditions de l'equilibre thermodynamique local (e. T. L. ), la temperature electronique peut etre evaluee a partir de rapport d'intensite de raies. Le coefficient d'absorption pour la longueur d'onde laser et le rayonnement visible, ainsi que les concentrations relatives d'ions a partir des equations de saha ont ete deduits des valeurs precedentes. Les limites de validite des hypotheses d'e. T. L. Sont examinees

Titre traduit

Characterization by emission spectroscopy of a plasma created by a pulsed CO2 laser on solid materials

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