Diagnostic spectroscopique de plasmas d'or-aluminium crées par impacts laser

par Nathalie Tragin

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Paul Geindre.

Soutenue en 1989

à Paris 11 .

mots clés

• Nickel
• Séquence isoélectrique
• Modèle collisionnel-radiatif
• Or
• Aluminium
• Plasmas chauds
• Spectroscopie des rayons X
• Plasmas produits par laser
• Diagnostics de plasma

Résumé

On présente une étude théorique et expérimentale du diagnostic spectroscopique de plasmas chauds et denses créés par impact laser, basée sur l'émission atomique des ions multichargés dans le domaine des rayons X. L'étude porte sur des mélanges d'or-aluminium. Pour ce faire, on utilise un code collisionnel-radiatif qui modélise les différents mécanismes de peuplement et dépeuplement des niveaux excités comportant tous les états d'ionisation allant de l'ion nu à l'atome neutre dans l'aluminium et un code collisionnel-radiatif dans les nickeloïdes de l'or. L'influence du transfert radiatif sur les populations des niveaux et sur l'observation du rayonnement émis est étudiée. L'utilisation d'une technique expérimentale performante et de moyens de traitement numériques puissants permettent d'interpréter toutes les structures dominantes qui apparaissent sur une spectre d'or qui jusqu'à aujourd'hui restait peu interprété. On mesure la température et la densité électronique en fonction des différents types de mélanges étudiés. On prouve que ces deux paramètres subissent un raidissement de leur grandient lorsque la charge moyenne du mélange augmente.

Titre traduit

Spectroscopic diagnostic of gold aluminium laser plasmas

Résumé

We present a theoretical and experimental study of the spectroscopic diagnostic of hot and dense plasmas created by a laser, based on X-ray atomic emission of multicharged ions. We study gold-aluminium mixtures using a collisional-radiative code which models the different mechanism of population and depopulation of excited levels within all ionization stages from the bare ion to the neutral atom in aluminium and in gold nickel-like ions. The influence of radiative transfer on the level populations and on the observation of emission is studied. The intensive use of numerical data analysis together with powerful experimental methods allows us to interpret all the dominant structures of the gold spectrum which were previously not understood. We measure the electronic temperature and density for all kinds of the mixtures studied. We prove that the gradient of these two parameters steepens when the mean charge of the mixture increases.