Étude de la dynamique d'un microcanal de plasma d'argon

by Thierry Auguste

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Bernard Etlicher.

defended on 1989

in Paris 11 .

  • Alternative Title

    Study of the dynamics of an argon microchannel plasma


  • Abstract

    Study of the dynamics of an argon microchannel plasma. We have experimentalty and numerically studied the dynamics of an argon microchannel plasma. It is created by an external radiation source and maintained by the discharge of a capacitor bank. The goal of the experiment is to create a dense and hot plasma. Two methods of preionization have been used: in the first one, plasma was photoionized by a x-uv source created by laser irradiation of a solid; in the second one a frequency quadrupled neodynium laser was directly focused in argon. We used this last method for the rest of the experiment in view of its efficiency. Electronic density was measured by interferometry. The expansion velocity of the channel was measured with a visible streak camera. Visible and infrared spectroscopy was used to determine the electronic temperature. This one was estimated by computing the reabsorption of infrared lines with a collisionnal-radiative madel. This experiment has shawn that the obtained plasma was dense but remained cold whatever be the initial conditions. Indeed, it is resistive only during the first nanoseconds. The increase of the current is then dominated by the inductance of the channel. This study is interesting for the development of ultra-short switches with very low jitter. Moreover, the high density, low temperature argon plasma is an interesting source for highly correlated plasmas.


  • Abstract

    Étude de la dynamique d'un microcanal de plasma d'argon. Nous avons mené une étude expérimentale et numérique de la dynamique d'un microcanal de plasma d'argon. Celui-ci est créé par une source extérieure de rayonnement et entretenu par la décharge d'un banc de condensateurs. Le but de l'expérience est de réaliser, dans ces conditions, un plasma dense et chaud. Nous avons utilisé deux méthodes de préionisation: la première consistait à le photoioniser avec une source de rayonnement X-UV créée par irradiation laser d'un solide; dans la seconde, nous focalisions un laser à néodyme, quadruple�� en fréquence, directement dans l'argon. L'efficacité de cette dernière méthode nous a conduit à l'utiliser pour la suite de l'expérience. Nous avons mesuré la densité électronique du plasma par interférométrie. La vitesse d'expansion du canal a été mesurée à l'aide d'une caméra à balayage de fente, sensible au rayonnement visible. Une étude spectroscopique a été menée, dans les domaines visibles et proche infrarouge, pour déterminer la température électronique. Celle-ci a été estimée en simulant, à l'aide d'un modèle collisionnel-radiatif, la réabsorption de raies enregistrées dans le proche infrarouge. Cette expérience a montré que le plasma obtenu était dense mais restait froid quelques soient les conditions initiales. En effet, il n'est résistif que pendant les premières nanosecondes, la montée du courant étant ensuite dominée par l'inductance du canal. Cette étude est d'un intérêt certain pour la mise au point d'éclateurs de temps de mise à feu très court et de très faible jitter. En outre, le plasma d'argon obtenu, étant dense et de température relativement faible, est une source intéressante pour l'étude de la spectroscopie des plasmas fortement corrélés.

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Informations

  • Details : 1 vol. (224 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Library : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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  • Odds : 0g ORSAY(1989)314
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  • Odds : C1A 120/1989/AUG
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