Time-resolved spectroscopy of high pressure rare gases excited by an energetic flash X-ray source

International audienceFluorescence from high pressure (0.1-30 bar) rare gas plasmas has been excited using an intense flash X-ray source specially developed and optimized for this experiment. Spectral analysis of the so-called “third continuum” of rare gases is presented. Time-resolved spectroscopy, absorption measurements and pressure dependence studies have provided an extended database on this longer wavelength continuum of rare gases. These data allow us to understand some of the previously contradictory results reported in the literature. They strongly support a multi-component spectral aspect of the previously called “third continuum”. In fact, the observed fluorescence result from the superposition of several continua whose relative intensities are strongly dependent upon pressure. This suggests that different species are at its origin. The name of “third continuum” does not seem anymore appropriate when speaking of the whole fluorescence emitted in the longer wavelength continuum by high pressure rare gas plasmas. Generally speaking, the flash X-ray device was proven to be a very convenient and powerful tool for the study of high pressure plasmas resulting in UV-VUV fluorescence

Anisotropy of physical properties in pulsed laser-deposited ZnO films

International audienc

Production d'impulsions de photons dans l'UV-VUV

Nous présentons une synthèse des fluorescences produites dans nos conditions expérimentales, dans le domaine UV-VUV (120-400 nm), lors de l'excitation par rayonnement X et par décharge à barrière diélectrique de milieux à base de gaz rares à des pressions (multi)atmosphériques. Dans ce travail, les longueurs d'ondes des émissions, l'origine des fluorescences et les conditions d'excitation sont répertoriés pour les espèces atomiques ou moléculaires, neutres ou ioniques

Modeling of high-pressure rare gas plasmas excited by an energetic flash X-ray source

International audienceIn this paper, a comprehensive description of the kinetics of argon plasmas has been formulated for atmospheric pressures. It has been used to attribute to molecular species the ultraviolet-vacuum ultraviolet (UV-VUV) continua, observed between 150 and 300 nm in pure argon. The participation of both ionic dimers and trimers has been found to be necessary to explain the whole fluorescence emitted by the rare gases (Rg). A simple kinetic model of high-pressure (1-30 bar) argon plasmas created by flash X-ray excitation is reported. The photoexcitation of Rg at high pressure by X-ray photons with energy of about 10 keV is shown to produce plasmas with significant density gradients of ionic and excited species. Spatial analysis of the energy position along the X-ray penetration path is performed in order to account for these concentration gradients. The calculation of electron density in different Rg (Ar, Kr, Xe) excited by X-ray photons of various energies (0.2-10 keV) is also reported. From these results, it appears that hash X-ray excitation of Rg can be a very interesting means to produce high-electron-density plasmas designed to selectively emit intense fluorescence in the UV-VUV spectral domai

Compact flash X-ray sources and their applications

International audienceCompact flash X-ray machines are opening up extended fields of applications. X-ray diodes driven by repetitive small size pulsers have been shown able to deliver high dose rates of X-rays in pulses of nanosecond to microsecond duration. Improvements have been carried out on the lifetime of the diodes and reliability of the systems to allow operation at constant emitted dose over long periods of time. After a brief review of recent developments, described here, in more details, is the progress obtained at the GREMI laboratory in the development of true table-top flash X-ray sources producing strong X-ray doses in nanosecond pulses at a high repetition rate (50 Hz). Doses up to 2 R (5.2 X 10-4 C/kg), measured at the output window, of X-rays between 5 and 200 keV can be generated from either a linear source (up to IO cm long) or from a focal spot of less than 300 pm in diameter depending on the electrode configuration. Of the numerous applications of compact flash X-ray sources, an example is given of the use of these devices for the excitation of high pressure gas samples, realized at GREMI. Such an energetic excitation leads to important populations of highly excited ionic species

Étude et développement d'un flash X rafale à foyer unique

Nous présentons les premiers résultats de l'étude d'une nouvelle source, compacte, permettant de produire à partir d'un foyer unique des trains d'impulsions de photons X d'énergie allant de quelques keV à quelques centaines de keV. La source doit fonctionner à très haute fréquence, de quelques centaines de Hz en mode pulsé sur plusieurs secondes, à quelques kHz en mode rafale sur quelques coups (3 à 5 impulsions par rafale). Au stade actuel de développement la source peut fonctionner jusqu'à 500 1-12 en mode pulsé et à plus de 2 kHz en mode rafale sur des trains de 5 impulsions. L'énergie des rayons X dans ces deux modes peut atteindre plusieurs centaines de keV

Diagnostic de sprays diesel par radiographie X

Le travail présente la mise en œuvre d’un diagnostic à base de rayons X vers 8 keV pour la caractérisation spatiale et temporelle dans la zone proche orifice, c’est-à-dire la région la plus dense, de sprays de diesel issus d’injecteur de série. Les principales propriétés de la source flash X sont décrites, domaine d’énergie, résolution spatiale, et géométrie de l’expérience de radiographie. Le principe et la précision de la mesure de densité des jets de carburant sont validés sur des objets tests. Les mesures traduisent l’existence de deux zones de densités et vitesse de propagation différentes sur les premières centaines de micromètre en aval de l’injecteur ainsi qu’un mélange relativement important du carburant liquide avec l’atmosphère gazeuse dans la chambre d’injection

Sources flash X compactes à haut taux de répétition

Le besoin de sources flash X compactes se fait de plus en plus ressentir dans divers domaines d'application. Les diodes X alimentées par des générateurs impulsionnels tres haute tension de petite taille sont capables d'émettre des débits de dose élevés dans des impulsion de durée comprise entre 10 et 50 ns. Un net progrès a été réalisé quant à la durée de vie des diodes et à la fiabilité des systèmes permettant ainsi un fonctionnement à dose émise constante durant de longue période de temps. Nous décrirons dans cet article les progrès réalisés au laboratoire GREMI dans le développement de flashes X de taille réduite pouvant produire de fortes doses dans des impulsions nanosecondes à haut taux de répétition (jusqu'a 50 Hz). Suivant la configuration des électrodes, des doses de 2 R par tir, à la fenêtre de sortie, de photons X d'énergie comprise entre 5 et 200 keV peuvent être émises aussi bien par une source linéaire (filament de 10 cm de long) que par une source ponctuelle (spot de diamètre inferieur à 300 µm). Parmi les nombreuses applications, nous donnerons en exemple l'utilisation de telles sources pour l'excitation de milieux gazeux à haute pression.Compact flash x-ray machines are founding extended fields of applications. X-ray diodes driven by repetitive small size pulser have been shown able to deliver high dose rates of x-rays in pulses of 10 to 50 ns duration. Improvments have been done on the life time of the diodes and reliability of the systems to allow operation at constant emitted dose over long periods of time. Described here is the progress obtained at GREMI laboratory in the development of true table-top flash x-ray sources producing strong x-ray doses in nanosecond pulses at high repetition rate (50 Hz). Doses up to 2R, measured at the output window, of xrays between 5 and 200 keV can be generated from either a linear source (up to 10 cm long) or from a focal spot of less 300 µm in diameter depending on the electrode configuration. Among the numerous applications of compact flash x-ray sources, an example is given of the use of these devices for the excitation of high pressure gas samples