Transferts d'excitation assistés par laser et ionisation par collisions superélastiques dans des vapeurs atomiques

par Anne Débarre

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de Philippe Cahuzac.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Laboratoire Aimé Cotton (Orsay, Essonne) (laboratoire) et de Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Interaction collisionnelle à longue portée
• Collisions (physique nucléaire) -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Lors d’une collision radiative, le transfert d’excitation vers l’état final résulte de l’action conjuguée de l’interaction collisionnelle et du couplage avec le champ. La section efficace associée σ, qui contient l’information sur le processus collisionnel, dépend du système atomique et des caractéristiques du champ. Dans ce mémoire sont présentés les résultats d’expériences consacrées à l’étude à haute résolution du profil spectral de σ et, à celle de la cohérence induite par un champ extérieur polarisé. Les travaux portent sur des couplages dipolaires et d’échange dans le cas d’interactions multipolaires dans des mélanges de vapeurs alcalines et alcalino-terreuses. Les informations obtenues concernent les interactions à longue portée. Lorsque le système choisi conduit à l’ionisation de l’une des espèces en réaction, le processus est souvent masqué par l’ionisation du milieu sous l’effet des collisions superélastiques. Ce phénomène est de nature purement collisionnelle. Sin étude, menée dans une vapeur de strontium, met en lumière la dynamique du transfert de l »énergie par les électrons chauds du milieu. Ceux-ci la véhiculent depuis les niveaux métastables, où elle est stockée, jusqu’au niveau fondamental de l’ion.

Résumé

During a radiative collision, the excitation transfer to the final state results from the combined action of the collisional and field interactions. The relevant cross section σ reflects the nature of the collisional process. It depends both on the atomic system and on the characteristics of the field. This dissertation is devoted to high resolution studies of the spectral profile of σ and to coherence effects in the presence of an external polarized field, in alkaline and alkaline-earth mixtures. The related physical systems experience multipolar interactions, whereas the coupling with the field is either dipolar in nature or of exchange type. These measurements provide a probe of the long range part or the interatomic potentials. When the laser-induced collision leads to ionization, the process is often hidden by the efficient ionization through superelastic collisions which proceeds from a pure collisional mechanism. The study of this phenomenon, achieved in a strontium vapor, clears up the dynamics of the transfer of the energy, conveyed by the hot electrons from the storage metastable levels to the ion ground level.