Modélisation dimensionnelle d'un laser XeCI ; contribution à l'étude des instabilités

Dimensionel modeling of xecl lasers: contribution to study of instabilities

• Auteur / Autrice : Ahmed Belasri
• Direction : JEAN-PIERRE BUEUF
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas froids
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gaz ionisés

Plasmas froids

Lasers à excimère

Résumé

Ce travail constitue une contribution a l'etude des instabilites dans un laser xecl. Cette etude est basee sur une modelisation dimensionnelle de la decharge couplee au circuit exterieur. Le plasma genere par decharge impulsionnelle a ete represente par une resistance ou par un ensemble de resistances en parallele de conductivite proportionnelle a la densite electronique. Les variations temporelles de la densite electronique sont decrites a l'aide d'un ensemble d'equations differentielles traduisant la cinetique du milieu. Les taux de reaction impliquant les electrons ont ete tabules prealablement, pour un melange donne, par resolution de l'equation de boltzmann, en fonction du champ electrique reduit e/n et des concentrations de xenon metastable et d'electrons. La cinetique des especes lourdes a ete representee a l'aide d'un jeu de reactions simplifie, suffisant pour rendre compte des proprietes electrique de la decharge. Le role de la gaine cathodique a egalement ete etudie en couplant un modele monodimensionnel longitudinal de la region cathodique a un modele du plasma, et au circuit exterieur. Ces modeles nous ont permis: 1) d'etudier de facon quantitative l'influence de non-uniformites transverses de la densite de gaz, de la densite de preionisation, ou d'un defaut de parallelisme des electrodes sur l'homogeneite du plasma laser. La forte sensibilite du milieu a ces perturbations est en partie due au phenomene de depletion d'halogene et a l'ionisation par etapes du xenon; 2) de decrire de facon detaillee la formation de la gaine cathodique, ainsi que l'influence de l'emission secondaire sur les proprietes de cette gaine. Nous avons ainsi pu mettre en evidence quantitativement, les risques d'instabilites prenant naissance dans la region cathodique et lies aux fortes valeurs de champ electrique dans cette region (emission de champ) ou a l'importante dissipation de l'energie ionique