Caracterisation d'un plasma de carbone fortement ionise cree par decharge capillaire ablative en vue de la production de sources x coherentes - laser x - et incoherentes

par REMI DUSSART

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Michel Pouvesle.

Soutenue en 2000

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Ce travail concerne la caracterisation d'un plasma de carbone fortement ionise produit par decharge capillaire ablative pour la production de sources x coherentes et incoherentes. Les plasmas de carbone sont produits par ablation des parois d'un capillaire en polyethylene (ch 2) n de grand rapport d'aspect (diametre : 1 mm, longueur : 10-20 mm) lors d'une decharge rapide de forte energie ( 80 j). La densite de puissance injectee (70 gw. Cm 3) permet alors d'obtenir un fort degre d'ionisation du plasma. Celui-ci emet un rayonnement x intense dans la region spectrale 10-20 nm notamment pendant son refroidissement, lors de la recombinaison des ions de carbone. Une inversion de population entre les niveaux de la transition ha du cvi peut etre obtenue selon le pompage par recombinaison favorise par un rapide refroidissement du plasma et une densite electronique suffisante. Un phenomene d'amplification d'emission spontanee (aes) sur les raies de balmer ha (18,2 nm) et h (13,5 nm) du cvi a ete mis en evidence experimentalement. Neanmoins, l'aes disparait pour des grandes longueurs de capillaire si bien que le produit gain-longueur reste inferieur a 5. Pour mieux comprendre les difficultes a produire de forts gains, nous avons effectue une etude resolue en temps de la decharge comprenant la dynamique des spectres, la dynamique du plasma par imagerie pinhole, ainsi que des mesures de temperature et de densite electroniques. L'ensemble des resultats montre que le refroidissement du plasma par diffusion thermique apparait tardivement, bien apres la recombinaison de c 6 + en c 5 +. Des simulations utilisant deux codes collisionnels radiatifs ont permis de montrer que, dans les conditions actuelles de la decharge, des inversions de population peuvent etre obtenues sur plusieurs raies de balmer, comme cela a ete mis en evidence experimentalement, mais qu'elles peuvent etre accentuees en injectant des densites de puissance encore plus elevees.

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Informations

  • Détails : 186 p.
  • Annexes : 82 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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