Etude de plasmas denses par rayonnement cohérent dans l'XUV

par Helise Stabile

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Philippe Martin et de Dimitri Batani.

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les plasmas denses générés par laser font actuellement l'objet d'un intérêt particulier de la part de la communauté des physiciens. Les propriétés de ces milieux sont en effet encore mal connues alors qu'ils offrent un potentiel d'application important. Au contraire des plasmas de faible densité, les plasmas denses (1021-1023cm3) ne peuvent être étudiés à l'aide de sondes optiques dans le domaine visible. La gamme de densité accessible par une sonde optique est en effet limitée par la densité critique (Nc=1. 1x1021λ-2(μm) ~1021cm-3 pour l'Infra-Rouge). L'emploi de rayonnement de plus courte longueur d'onde, précisément dans le domaine XUV, permet de surmonter cette difficulté. Dans cette gamme de longueur d'onde, la génération d'harmoniques d'ordre élevé constitue une source de rayonnement UVX ultra brève, cohérente et accordable parfaitement adaptée aux développements de dispositifs de caractérisation originaux. Deux différents types de diagnostics de plasmas denses ont été développés au cours de cette thèse. Le premier a été employé pour étudier la formation d'un plasma dense et chaud produit par l'interaction d'un laser intense (1018 W/cm2) et à très haut contraste sur une feuille ultramince (100nm). Le second utilise les harmoniques d'ordre élevé comme faisceau sonde (λ=32 nm) au sein d'un dispositif interférométrique. Ce diagnostic a été conçu pour assurer une résolution spatiale micrométrique à une résolution temporelle à l'échelle femtoseconde.

  • Titre traduit

    Studying dense plasmas with coherent XUV pulses


  • Résumé

    The investigation of the dynamics of dense plasmas requires the development of diagnostics able to ensuring the measurement of electronic density with micrometric space resolution and subnanosecond, or even sub-picosecond, time resolution (indeed this must be at least comparable with the characteristic time scale of plasma evolution). In contrast with low-density plasmas, dense plasmas cannot be studied using optical probes in the visible domain, the density range accessible being limited to the critical density (Nc=1. 1x1021λ-2(μm) ~1021cm-3). In addition, light is reflected even at smaller densities if the medium exhibits sharp density jumps. Hence probing of dense plasmas, for instance those produced by laser irradiation of solids, requires the use of shorter wavelength radiation. Because of their physical properties, high order harmonics generated in rare gases are particularly adapted to the study of dense plasmas. Indeed, they can naturally be synchronized with the generating laser and their pulse duration is very short, which makes it possible to use them in pump-probe experiments. Moreover, they have good space and temporal coherence. Two types of diagnostics were developed during this thesis. The first one was employed to study the instantaneous creation of hot-solid-density plasma generated by focusing a fs high-contrast laser on an ultra-thin foil (100nm) in the 1018 W/cm2 intensity regime. The second one uses the harmonics beam as probe beam (λ=32 nm) within an interferometric device. This diagnostic was conceived to ensure a micrometric space resolution and a temporal resolution on the femtosecond time scale.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 154-163

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(2006)311
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