Dynamique des systemes atomiques complexes en champ laser intense : theorie et simulation numerique

• Auteur / Autrice : DAVID CHARLO
• Direction : Mariko Dunseath-Terao
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous avons developpe la theorie r-matrice-floquet pour l'etude des collisions electron-atome en champ laser intense. La methode est ab initio et non-perturbative, traite explicitement l'echange entre les electrons et inclut une description de la cible habillee par les photons. La theorie a ete mise en uvre sous forme d'une grande chaine de programmes generaux adaptes aux ordinateurs paralleles. Nous avons d'abord etudie la diffusion elastique electron-hydrogene et electron-helium en champ laser co 2 ( = 10 640 nm) pour des intensites entre 1. 2 10 5 et 1. 2 10 7 w/cm 2, a basse energie de collision et dans la geometrie ou l'electron est incident suivant l'axe de polarisation du champ. Nous avons egalement realise des calculs exacts dans le cas ou la cible est modelisee par un potentiel central. Nous montrons que la polarisation de la cible atomique par l'electron collisionnel et l'echange ont peu d'effets sur les sections efficaces. Nos resultats sont en bon accord avec les predictions de la formule de l'approximation basse frequence (abf) (kroll et watson 1973). Les tres grandes valeurs mesurees par wallbank et holmes (1993, 1994) aux petits angles de diffusion demeurent inexpliquees. Nous avons ensuite etudie l'excitation a basse energie des quatre premiers etats excites de l'helium par impact simultane d'electron et de photons en presence d'un champ laser co 2 (i = 10 8 w/cm 2) ou nd : yag ( = 1 064 nm, i = 10 1 0 w/cm 2). Nos resultats mettent en evidence des structures additionnelles induites par le champ laser dans les sections efficaces d'excitation. En champ laser co 2, nos calculs rendent compte du caractere fortement non-perturbatif du processus et confirment la validite de la theorie abf. Ils sont par ailleurs en bon accord qualitatif avec les donnees experimentales de wallbank et al. (1989). En champ laser nd : yag, nous montrons que la resonance 2s e (1s2s 2) de l'ion he joue un role essentiel dans l'explication de la forme du signal enregistre par luan et al. (1991).