Interaction d'une impulsion laser ultra-intense avec un plasma dense : chauffage et transport electronique et ionique

• Auteur / Autrice : CATHERINE TOUPIN
• Direction : Guy Bonnaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'objectif de ce travail etait de caracteriser le chauffage et le transport des electrons et des ions lors de l'interaction d'une impulsion laser ultra-intense avec un plasma dense. Le principal outil de cette etude est la simulation numerique, a base de codes cinetiques particulaires. Lors de l'interaction, les electrons de la surface de la cible sont acceleres a de hautes energies vers l'interieur de celle-ci. Nous avons montre que les mecanismes d'acceleration electronique dependent fortement de la deformation du profil de densite due au mouvement ionique. Ce dernier a aussi ete etudie et differents mecanismes d'acceleration ont ainsi ete caracterises : enfoncement de la surface du plasma par la pression de rayonnement du laser, acceleration par choc electrostatique ou par deferlement d'une onde acoustique ionique, acceleration par le champ de rappel cree par l'expulsion radiale des electrons hors du canal laser creuse dans un plasma faiblement surcritique. Les electrons et les ions acceleres a la surface du plasma penetrent a l'interieur de la cible et interagissent avec celle-ci. La competition entre la focalisation due au champ magnetique auto-genere par le fort courant electronique et l'effet dispersif des collisions a ete analysee. Dans un plasma homogene chaud, un courant optimal pour lequel la longueur de propagation sans diffusion est maximale est ainsi obtenu. Nous avons aussi montre que l'effet de rappel du au champ electrique auto-genere est plus important que la friction due aux collisions. Dans une cible deuteree, les ions acceleres interagissent avec les ions de la cible et produisent des neutrons. Une forte correlation entre le mode d'acceleration ionique et la distribution angulaire et energetique des neutrons produits a ete ainsi mise en evidence.