Mecanismes d'absorption et d'emission dans l'interaction d'une impulsion laser ultra-intense avec une cible surcritique

Absorption and emission mechanisms in the interaction of a ultra-intense laser pulse with an overcritical target

• Auteur / Autrice : Erik Lefebvre
• Direction : J.-M. RAX
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'objectif de notre travail est d'identifier les principaux mecanismes du couplage laser-plasma dans l'interaction d'une impulsion ultra-intense avec un plasma surcritique. L'outil principal de cette recherche est la simulation numerique a l'aide de codes cinetiques particulaires. L'origine de tous les phenomenes reside dans le terme non-lineaire de la force de lorentz que subissent les electrons. Cette force excite des oscillations electroniques au bord de la cible, conduisant a la generation d'un certain nombre d'electrons suprathermiques. Nous avons montre que ce chauffage depend fortement du profil de densite de la cible. En fonction de la densite du plasma et de l'eclairement laser, la separation de charges qu'induit l'impulsion incidente permet aussi de comprimer la cible, d'exciter des ondes acoustiques ioniques ou de generer des ions de forte energie cinetique. Enfin, pour des plasmas peu surcritiques, le phenomene de transparence auto-induite relativiste peut permettre la transmission de l'onde laser a travers la cible. L'etude numerique de ce mecanisme a mis en evidence plusieurs aspects cinetiques nouveaux, comme la reflexion d'une partie du rayonnement laser avec un decalage vers le rouge caracteristique et une absorption importante sous forme de chauffage electronique. Les seuils de transparence que nous avons obtenus par la simulation restent du meme ordre de grandeur que les estimations analytiques passees. Finalement, nous presentons en detail et utilisons une methode simplificatrice pour traiter avec un code monodimensionnel l'incidence oblique d'une onde laser plane sur une cible. Cette methode nous a permis de retrouver bon nombre de resultats passes. Notre travail peut etre prolonge par plusieurs etudes: incidence oblique, aspects bi- et tridimensionnels, rapprochement de codes de modelisation de niveaux differents