Etude et modélisation d'un laser chimique HF photo-initié

par Marc Sabonnadière

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Marc Sentis.

Soutenue en 1999

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Cette these concerne l'etude d'un laser chimique hf de moyenne energie initie par une source photonique impulsionnelle incoherente de forte temperature de brillance et fonctionnant a basses frequences. L'utilisation d'un melange gazeux a base de f 2/h 2, generant une reaction en chaine fortement exothermique, est proscrit pour des raisons de securite. Les travaux presentes dans ce memoire sont donc consacres a la realisation et la modelisation d'un laser chimique hf sans reaction en chaine. La production du fluor atomique, element indispensable de la reaction principale de formation des molecules lasantes hf, est obtenue par photodissociation d'un compose fluore non reactif : le trifluorure d'azote (nf 3). La source d'excitation impulsionnelle, concue et elaboree au cours de ce travail, est une source sans enveloppe realisee a partir de decharges de surface multi-canaux emettant un rayonnement intense dans la region spectral du vuv, domaine d'absorption de la molecule nf 3. Le code numerique developpe permet d'etudier le couplage entre le transport du flux lumineux vuv intense de la source a travers le milieu actif du laser et les processus chimiques et radiatifs qui en decoulent. Les performances lasers sont calculees en integrant un systeme d'equations differentielles non lineaires couplees et permettent d'evaluer l'importance relative des differents processus cinetiques mis en jeu. La realisation experimentale d'un laser chimique hf de petite dimension, initie par une source de forme cylindrique, a permis de valider le modele. Cette validation etant etablie, une large etude parametrique d'un laser hf photo-initie par une source plane de grande surface emettrice montre la possibilite d'obtenir des energies lasers specifiques superieures a 3 j/litre et laisse presager la confection de lasers chimiques sans reaction en chaine de grand volume delivrant des energies specifiques plus importantes.


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