Etude théorique de l'interaction entre un système à 1 ou 2 électrons actifs et un champ laser intense PDF Download
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NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE UN ATOME ET UN CHAMP LASER INTENSE ET PLUS PARTICULIEREMENT SA MANIFESTATION SOUS FORME DE PROCESSUS MULTIPHOTONIQUES. NOUS DECRIVONS DANS UN PREMIER TEMPS UNE METHODE DE CALCUL DE LA STRUCTURE ATOMIQUE BASEE SUR L'UTILISATION DE FONCTIONS B-SPLINES. NOUS EXPOSONS ENSUITE LES DIFFERENTES THEORIES ADAPTEES A L'ETUDE DE L'IONISATION MULTIPHOTONIQUE A TRAVERS DEUX APPROCHES: UN TRAITEMENT EN THEORIE DES PERTURBATIONS ET UN TRAITEMENT NON PERTURBATIF DEPENDANT DU TEMPS. CHACUNE DE CES THEORIES EST ILLUSTREE DANS L'APPLICATION A UN CAS CONCRET
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NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE L'INTERACTION ENTRE UN ATOME ET UN CHAMP LASER INTENSE ET PLUS PARTICULIEREMENT SA MANIFESTATION SOUS FORME DE PROCESSUS MULTIPHOTONIQUES. NOUS DECRIVONS DANS UN PREMIER TEMPS UNE METHODE DE CALCUL DE LA STRUCTURE ATOMIQUE BASEE SUR L'UTILISATION DE FONCTIONS B-SPLINES. NOUS EXPOSONS ENSUITE LES DIFFERENTES THEORIES ADAPTEES A L'ETUDE DE L'IONISATION MULTIPHOTONIQUE A TRAVERS DEUX APPROCHES: UN TRAITEMENT EN THEORIE DES PERTURBATIONS ET UN TRAITEMENT NON PERTURBATIF DEPENDANT DU TEMPS. CHACUNE DE CES THEORIES EST ILLUSTREE DANS L'APPLICATION A UN CAS CONCRET
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NOUS PRESENTONS UNE ETUDE THEORIQUE DE L'INTERACTION ENTRE UN ATOME A DEUX ELECTRONS ACTIFS ET UN CHAMP LASER DE FORTE INTENSITE ET DE COURTE DUREE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A DECRIRE L'ENSEMBLE DES ENERGIES ET ETATS PROPRES D'UN SYSTEME ATOMIQUE A DEUX ELECTRONS ACTIFS, A L'AIDE D'UNE METHODE D'INTERACTION DE CONFIGURATION. LES CONFIGURATIONS DIELECTRONIQUES SONT CONSTITUEES D'UN PRODUIT ANTISYMETRISE DE FONCTIONS B-SPLINES POUR LA PARTIE RADIALE ET DE FONCTIONS HARMONIQUES SPHERIQUES POUR LA PARTIE ANGULAIRE. PUIS, NOUS AVONS PRESENTE DEUX METHODES DIFFERENTES, LA THEORIE DE FESHBACH ET LA METHODE DES COORDONNEES COMPLEXES, PERMETTANT DE CALCULER LA POSITION ENERGETIQUE AINSI QUE LA DUREE DE VIE DES ETATS AUTOIONISANTS DE L'ATOME D'HELIUM, DE L'ION H -, ET L'ION N 5 +. NOUS AVONS, ENFIN, ETUDIE L'INTERACTION DES SYSTEMES ATOMIQUES A DEUX ELECTRONS ACTIFS AVEC UN CHAMP LASER INTENSE PAR LA RESOLUTION EXACTE DE L'EQUATION DE SCHRODINGER DEPENDANTE DU TEMPS. NOUS AVONS ALORS ETUDIE LA SIMPLE IONISATION, LA DOUBLE IONISATION ET L'AUTOIONISATION DE L'HELIUM ET DE L'ION H -.
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Nous présentons une étude théorique de l'interaction entre un atome à deux électrons actifs et un champ laser de fort éclairement (10exposant14 à 10exposant15 W/cm2) et de durée d'impulsion ultra-brève (quelques 10exposant-15 à quelques 10exposant-18 s). Nous décrivons dans une premier temps les techniques expérimentales actuelles capables de produire un rayonnement cohérent de haute puissance dans le domaine spectral UV-XUV, et de durée d'impulsion de l'ordre de la femtoseconde ou subfemtoseconde. Un modèle semi-classique d'une impulsion laser avec de telles caractéristiques est alors défini. Puis, nous développons une méthode numérique basée sur l'utilisation des fonctions B-splines pour décrire la structure électronique d'un atome à deux électrons actifs. Un traitement non perturbatif de type spectral est alors proposé pour représenter la propagation dans le temps de la fonction d'onde du système irradié, où le point important est de définir le plus précisément possible la région du double continuum atomique. Nous exposons finalement des résultats sur la double ionisation des atomes d'hélium et de béryllium en présence d'un champ laser intense et bref, issus de notre approche numérique. Ils concernent en particuler des calculs de sections efficaces totales d'ionisation, et de distributions énergétiques entre les électrons éjectés dans le double continuum après absorption d'un photon et de deux photons.
Author: François Reynal Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Etude théorique de l'interaction entre un atome à deux ou trois électrons actifs et un champ laser de fort éclairement (10^13 à 10^15 W.cm-2) et de durée d'impulsion ultra-brève (femto à attoseconde) dans le domaine spectral XUV. Notre approche est basée sur la résolution de l'équation de Schrödinger dépendante du temps. L'impulsion laser est définie par un modèle semi-classique. Les fonctions d'onde sont construites en utilisant des B-splines. Nous étudions particulièrement la double ionisation à deux photons de l'hélium dans l'état fondamental ainsi que dans l'état excité 1s2s. Nous testons une méthode d'approximation pour traiter certains ions héliumoÏdes. Enfin nous abordons le Lithium, système à trois électrons actifs. Nous comparons la double ionisation à deux photons par voie séquentielle et directe avec He(1s2s) dont la structure asymétrique est proche de celle du lithium.
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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE COMPRENDRE ET D'ANALYSER LES PROCESSUS PHYSIQUES SUSCEPTIBLES D'ACCELERER DES ELECTRONS A DES ENERGIES RELATIVISTES, LORS DE L'INTERACTION D'UNE IMPULSION LASER ULTRA INTENSE (ECLAIREMENT LASER SUPERIEUR A 10#1#9W/CM#2) AVEC DES ELECTRONS DANS LE VIDE OU UN PLASMA. CES TRAVAUX S'INSCRIVENT DANS LE CADRE DE LA FUSION PAR CONFINEMENT INERTIEL AVEC LA NOUVELLE APPROCHE DE L'ALLUMEUR RAPIDE. CETTE THESE SE COMPOSE DE TROIS ETUDES EXPERIMENTALES SUR L'ACCELERATION D'ELECTRONS. LES RESULTATS DE CES EXPERIENCES SONT INTERPRETES EN LES COMPARANT A CEUX DONNES PAR DES MODELES THEORIQUES PRESENTES DANS CE RAPPORT : (I) L'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS LE VIDE PAR L'IMPULSION LASER EST MISE EN EVIDENCE EXPERIMENTALEMENT. DES ELECTRONS D'ENERGIE INITIALE DE 1 A 10 KEV ENVIRON, SONT ACCELERES A DES ENERGIES VOISINES DE 1 MEV. CES RESULTATS SONT EN BON ACCORD AVEC DES SIMULATIONS DE PROPAGATION D'ELECTRONS LIBRES SOUMIS A UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE INTENSE, SPATIALEMENT ET TEMPORELLEMENT FINIE. (II) LE ROLE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE DANS LA PRODUCTION D'ELECTRONS RELATIVISTES (0,4 A 3 MEV) LORS DE L'INTERACTION D'UN FAISCEAU LASER ULTRA INTENSE AVEC UN PLASMA SURDENSE ET PRESENTANT UN PROFIL DE DENSITE TRES RAIDE EST ICI DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT EN BON ACCORD AVEC UN MODELE D'ACCELERATION D'ELECTRONS DANS CE REGIME OU LA TEMPERATURE CHAUDE T#H EST EGALE A L'ENERGIE D'OSCILLATION D'UN ELECTRON DANS LE CHAMP LASER. (III) DANS LE CAS DE L'ACCELERATION D'ELECTRONS (0,5 A 20 MEV), LORS DE L'INTERACTION DU FAISCEAU LASER AVEC UN PLASMA PREFORME SOUS CRITIQUE ET LONG, DEUX TEMPERATURES SUPRATHERMIQUES ET DES CANAUX DE CREUSEMENT DE DENSITE ELECTRONIQUE SONT OBSERVES. CES OBSERVATIONS SONT A PRIORI LA SIGNATURE DE LA FORCE PONDEROMOTRICE OU DE LA DIFFUSION RAMAN AVANT DANS UN CANAL CREE PAR L'AUTOFOCALISATION PONDEROMOTIVE ET RELATIVISTE DE L'IMPULSION LASER.
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CETTE THESE EST CONSACREE A L'ETUDE EXPERIMENTALE DES INTERACTIONS ENTRE LES MOLECULES DIATOMIQUES ET LE RAYONNEMENT LASER INTENSE. L'ACCENT EST MIS SUR L'INFLUENCE DES PARAMETRES QUI CARACTERISENT LES IMPULSIONS LASER. POUR CELA, LES EXPERIENCES SONT EFFECTUEES DANS UNE LARGE GAMME D'ECLAIREMENT ET POUR DIFFERENTES LONGUEURS D'ONDE ET DUREES D'IMPULSIONS. L'INTERACTION PRODUIT UNE GRANDE VARIETE D'IONS ATOMIQUES ET MOLECULAIRES DONT L'ORIGINE EST DETERMINEE PAR L'ANALYSE DETAILLEE DES SPECTRES DE MASSE. A FORT ECLAIREMENT, ON OBSERVE DEUX MECANISMES D'EXCITATION QUI DEPENDENT DE LA MOLECULE ET DE LA LONGUEUR D'ONDE: 1) SOIT L'INTERACTION NE PEUPLE QUE DES ETATS EXCITES DE L'ION DOUBLEMENT CHARGE, CE PROCESSUS S'EFFECTUANT SANS MODIFICATION DE LA DISTANCE INTERNUCLEAIRE; 2) SOIT LA MOLECULE PERD CINQ ELECTRONS ET PEUT SE DISSOCIER SELON DIVERS CANAUX. ON CONSTATE ALORS QUE LA STRUCTURE MOLECULAIRE GOUVERNE LES DEUX PREMIERES ETAPES D'IONISATION MAIS SEMBLE PEU INFLUENTE LORS DES DERNIERES ETAPES. NOS RESULTATS S'INTERPRETENT A PARTIR DE L'HYPOTHESE D'UNE SEQUENCE D'IONISATION MULTIPLE A DES DISTANCES INTERNUCLEAIRES CROISSANTES. CE SONT ALORS LES ETATS DOUBLEMENT CHARGES QUI INITIALISENT LA REACTION EN SE DISSOCIANT PENDANT L'APPLICATION DE L'IMPULSION LASER. LA THEORIE DE L'IONISATION PAR CHAMP DONNE UNE ESTIMATION DES DISTANCES INTERNUCLEAIRES D'IONISATION ET DES ECLAIREMENTS D'APPARITION DES VOIES DISSOCIATIVES OBSERVEES
Author: Samuel Micheau Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 229
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L'irradiation d'agrégats de gaz rare de taille nanométrique par une impulsion laser brève (quelques 10^-15 s) et intense (I>10^15 W/cm2) génère un rayonnement X (multi-keV) de courte durée. Afin de comprendre et modéliser les mécanismes mis en jeu dans ce type d'interaction, nous avons repris un modèle hydrodynamique existant, le modèle "nanoplasma", où la cible est considérée comme une sphère diélectrique irradiée par le champ laser, produisant un plasma nanométrique. Nous avons cependant démontré que le modèle en l'état ne pouvait reproduire les résultats expérimentaux tels que les importants degrés d'ionisation observés et les spectres X associés. Nous avons alors inclus dans le modèle deux mécanismes supplémentaires qui améliorent significativement la dynamique d'ionisation :(i) Nous avons introduit des processus d'ionisation d'ordres supérieurs en incluant des états excités intermédiaires. Nous avons pour cela utilisé une approche potentiel modèle pour décrire la structure électronique des ions et nous avons évalué les sections efficaces totales d'excitation collisionnelles suivant le formalisme des ondes distordues.(ii) Nous avons étudié l'influence des phénomènes d'écran induits par la densité d'électrons libres sur la dynamique de l'interaction à l'aide d'un potentiel d'écran sophistiqué. Le modèle nanoplasma amélioré permet à présent de reproduire les populations d'états de charge très élevés observées expérimentalement ainsi que la variation de l'émission Heα provenant d'agrégats d'argon en fonction des différents paramètres de l'interaction. Nous avons également simulé les spectres d'émission X résolus en temps et en énergie. Ces spectres indiquent une durée d'émission ultra-brève (inférieure à 100 fs).
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ANALYSE THEORIQUE DE L'INTERET DE LA METHODE DE L'ATOME HABILLE POUR UN TRAITEMENT QUANTITATIF COMPLET DE NOMBREUX PROCESSUS: SIGNAUX DE FLUORESCENCE ET D'ABSORPTION EN CHAMP INTENSE (Y COMPRIS DES EXPERIENCES EN PHASE VAPEUR OU EFFET DOPPLER ET COLLISIONS JOUENT UN ROLE IMPORTANT), CORRELATIONS TEMPORELLES ENTRE PHOTONS, TRIPLET DE FLUORESCENCE, DEGROUPEMENT DES PHOTONS EMIS PAR UN SEUL ATOME, EFFET AUTLER-TOWNES SUR FAISCEAU OU VAPEUR, ABSORPTION SATUREE, REDISTRIBUTION COLLISIONNELLE, ETC. PREVISION D'EFFETS NOUVEAUX DONT CERTAINS SONT VERIFIES EXPERIMENTALEMENT: APPARITION DE STRUCTURES ETROITES DANS LES SPECTRES DE VAPEUR SANS EFFET DE POPULATION (COMPENSATION DE L'EFFET DOPPLER PAR DES DEPLACEMENTS LUMINEUX DEPENDANT DE LA VITESSE), NOUVELLES RESONANCES EN SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION SATUREE DE SYSTEMES A 3 NIVEAUX, EXISTENCE DE CORRELATIONS TEMPORELLES ENTRE PHOTONS EMIS DANS LES DEUX BANDES LATERALES DU TRIPLET DE FLUORESCENCE. DISCUSSION DE LA SUPERIORITE DE LA METHODE DE L'ATOME HABILLE POUR LES CHAMPS INTENSES EN COMPARAISON DE LA METHODE DES EQUATIONS DE BLOCH OPTIQUES
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Dans ce document, nous allons nous intéresser aux processus d'ionisation et d'excitation de l'ion moléculaire HeH2+ lors de son interaction avec un champ laser intense et bref.
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L'IONISATION MULTIPLE DE PETITES MOLECULES EN CHAMP LASER INTENSE EST ETUDIEE SOUS DIFFERENTS ASPECTS EXPERIMENTAUX ET THEORIQUES. DANS LE CAS D'UNE EXCITATION LASER D'ECLAIREMENT DE 10 1 3 A 10 1 6 W/CM 2, LE COUPLAGE FORTEMENT NON LINEAIRE LASER-MOLECULE PERMET L'ABSORPTION DES ENERGIES NECESSAIRES A L'ARRACHEMENT DES ELECTRONS DE VALENCE. L'IONISATION DOUBLE EST CARACTERISEE PAR LA PRODUCTION DE DICATIONS METASTABLES ET PAR LES VOIES A SEPARATION DE CHARGE DU TYPE A + + B +. POUR LES ETATS DE CHARGE MOLECULAIRE SUPERIEURS A 2, L'ETUDE DYNAMIQUE DE LA MULTIIONISATION REPOSE SUR LES OBSERVABLES DUES A LA MULTIFRAGMENTATION, QUI SONT L'ETAT DE CHARGE ET L'IMPULSION INITIALE DES FRAGMENTS. POUR LES FORTS ECLAIREMENTS DE 10 1 5 A 10 1 6 W/CM 2, L'EFFICACITE DE PRODUCTIONS D'IONS ATOMIQUES MULTICHARGES DEPEND DE LA LOCALISATION DE LA DENSITE ELECTRONIQUE INITIALE DE LA MOLECULE MERE. POUR DES ECLAIREMENTS INFERIEURS A 5 10 1 4 W/CM 2, L'IONISATION DOUBLE FAIT INTERVENIR L'EMISSION SIMULTANEE DE DEUX ELECTRONS PAR LA MOLECULE. LES VOIES DE FRAGMENTATION A DEUX ELECTRONS MANQUANTS APPARAISSENT A DISTANCE INTERNUCLEAIRE D'EQUILIBRE DANS LA ZONE DE FRANCK-CONDON. POUR LES VOIES A PLUS DE DEUX ELECTRONS MANQUANTS, LA DISTANCE INTERNUCLEAIRE D'EXCITATION EST PLUS DIFFICILE A APPREHENDER. CEPENDANT LES DIFFERENTES EXPERIENCES REALISEES MONTRENT QUE LA DYNAMIQUE DE LA MULTIFRAGMENTATION EST INDEPENDANTE DE LA DYNAMIQUE D'EMISSION ELECTRONIQUE. L'APPROCHE THEORIQUE EST BASEE SUR LES EQUATIONS DE THOMAS-FERMI POUR UN TRAITEMENT NON-PERTURBATIF DE L'INTERACTION LASER-MOLECULE. LES ENERGIES CINETIQUES DE FRAGMENTATION CALCULEES AVEC CE MODELE SONT PLUS PETITES QUE L'ENERGIE DE REPULSION COULOMBIENNE CALCULEES A DISTANCE INTERNUCLEAIRE D'EQUILIBRE A CAUSE D'UN EFFET D'ECRAN ELECTRONIQUE. CE MODELE PERMET DE REPRODUIRE LES ENERGIES DE FRAGMENTATION OBTENUES EXPERIMENTALEMENT, POUR DES MOLECULES COMME N 2, CO 2 OU N 2O.
Author: Éric Cormier
Author: Éric Cormier
Author: Rachel Nuter Hasbani
Author: Stéphane Laulan
Author: François Reynal
Author: GERARD.. MALKA
Author: JOSE.. LAVANCIER
Author: Samuel Micheau
Author: Serge Reynaud
Author: Karima Guessaf
Author: PHILIPPE.. HERING