MESURE DES GRADIENTS DE DENSITÉ DANS L'INTERACTION LASER-PLASMA

Nous étudions la densité électronique et son gradient dans l'interaction d'un laser à CO2 avec une cible plane de polyéthylène, pour un flux laser de 1012 W/cm2. L'étude par interférométrie Jamin des profils de densité et la mesure strioscopique de son gradient, couplées à l'étude de l'image en rayons X du plasma conduisent à une valeur de 220 ± 80 µm de la longueur du gradient de densité. Ceci est confirmé par des mesures indirectes obtenues à partir du bilan optique de l'interaction et du seuil de génération de l'harmonique 3/2 ω0 du laser à CO2. Les conséquences de ces résultats sur les conditions de l'interaction sont discutées

SONDE A RÉSONANCE IONIQUE : MODÈLE THÉORIQUE SIMPLIFIÉ

Nous présentons un modèle théorique très simple qui permet de rendre compte en gros des variations, observées par plusieurs auteurs [1, 2], du courant continu capté par une sonde radiofréquence, c'est-à-dire une sonde de Langmuir sur laquelle on applique, en plus de la polarisation statique, une tension alternative d'amplitude fixe et de fréquence variable, au voisinage de la fréquence plasma ionique ωpi = (ne2/ε0 mi)½.We present a very simple theoretical model which may explain the experimentally observed variation, near the ion plasma frequency ωpi of the D. C. current collected by a R. F. probe - i. e. a Langmuir probe on which an A. C. potential modulation of fixed amplitude and variable frequency is applied

GENERATION OF SHOCK WAVES BY LASER-MATTER INTERACTION IN CONFINED GEOMETRIES

We study, in this paper, the mechanisms of generation of shock waves by a laser-induced plasma in confined geometry. Two models, analytical and numeric, have been developed to describe the laser-matter interaction. Experiments have been carried out with a neodymium glass laser at flux of 107 to 1011 GW/cm2, and pulse duration of 3 and 30 nanosecond. The plasma pressure in various configuration and its temperature have been determined. We have shown that the pressure of the shock wave applied to the target is 5 to 10 greater in confined geometry than in direct ablation. We have also studied the dielectric breakdown, which is the main limit to the confinement technique. This technique of generation of shock waves provides peak pressure up to 10 GPa and have various applications in metallurgic surface treatment and surgery

CALCULATION OF POPULATION INVERSIONS IN RECOMBINING LASER-PRODUCED ALUMINIUM PLASMAS

Un code numérique hydrodynamique ainsi qu'un modèle collisionnel- radiatif atomique, couplé en post-processeur, sont utilisés pour calculer des inversions de populations qui apparaissent dans les ions lithumoïdes au cours de la recombinaison de plasmas d'aluminium produits par laser. On obtient ainsi l'évolution spatiale et temporelle des inversions 5f-3d et 4f-3d dans Al10+ . L'étude de ces inversions, en fonction des caractéristiques du laser incident, fait ressortir un ensemble de valeurs optimales de paramètres du plasma (densité et température électroniques, abondance relative d'ions héliumoïdes et lithiumoïdes). On montre que la production de ces inversions de population nécessite une intensité laser relativement modérée (de l'ordre de 5.1012W /cm2 ). Le rôle que jouent le refroidissement du plasma et le retard à la recombinaison des ions sur la production de ces inversions de population est mis en évidence.A numerical hydrodynamics code post-processed by an atomic collisional-radiative model is used to calculate population inversions which occur in lithium-like ions in recombining aluminium laser-produced plasmas. Time and spatial evolution of the 5f-3d and 4f-3d population inversions in Al10+ are obtained. The investigation of these inversions according to a range of incident laser parameters emphasizes a set of optimal plasma values of electron density and temperature as well as relative abundance of He-like and Li-like ions. The laser flux density range required for the production of population inversions in Al10+ is shown to be relatively moderate (about 5.1012W/cm2). The role of the cooling of the plasma and of the "frozen ionization" is emphasized

INTERFEROMETRIC MEASUREMENTS OF DENSITY PROFILES IN LASER-TARGET INTERACTION

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EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF TRANSPORT IN LASER-TARGET IRRADIATION EXPERIMENTS

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Modelling of recombination X-ray lasers

The numerical simulation of X-ray laser experiments, based on the recombination pumping scheme in laser-produced plasmas, is discussed. Modelling studies, performed in different laboratories and related to experimental results on C5+ and Al10+ ions, are presented. We then describe the model that we have developed and recently improved for lithium-like ions. The agreement between X-UV gain predictions and experimental results is discussed for two transitions in Li-like aluminium. Though the simulations correctly reproduce the main experimental features, several discrepancies, which concern in particular the absolute value of gain, are still to be removed. We have used our model to investigate the effect of a non-uniform laser illumination of the target, on the X-ray amplification. We find that these non-uniformities could affect the propagation of the amplified X-ray beamlet and lead to a very poor apparent gain. Such uncontrolled parameters of the experiment should be taken into consideration in the analysis of the experimental results and in the comparison of the latter with the modelling results. Other possible causes of discrepancy between theory and experiments are examined

EFFECT OF PULSE SHAPING ON INTERACTION PROCESSES IN LASER PRODUCED PLASMAS

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Corrélation entre le rayonnement x et l'émission d'ions rapides dans l'interaction laser CO2-cible

We present correlated measurements of the soft X ray continuum and of ion emission during the interaction of an intense CO2 laser with a slab of polyethylene, for laser fluxes varying from 109 W/cm 2 to 2 x 1012 W/cm2. These two émissions show that a superthermal component coexists with the main part of the plasma which remains thermal. Différent mechanisms for superthermal electron and fast ion production are discussed.Nous présentons des mesures corrélées du rayonnement X mou continu et de l'émission d'ions produits par l'interaction d'un faisceau laser à CO2 intense avec une cible plane de polyéthylène pour des flux lasers variant entre 199 et 2 x 1012 W/cm 2. Ces deux émissions montrent la présence d'une composante suprathermique qui coexiste avec l'ensemble du plasma qui reste thermique. Différents mécanismes de production d'électrons suprathermiques et ions rapides sont discutés