Contribution à l'étude cinétique de l'interaction entre un plasma et une paroi : applications à la mesure de la température des ions par sondes ou par fluorescence induite par laser

• Auteur / Autrice : Fabrice Valsaque
• Direction : Giovanni Manfredi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Température ionique

Spectroscopie -- Déconvolution

Spectroscopie

Température

Ions

Thermométrie

Sondes à plasma

Interactions plasma-paroi

Modèles mathématiques

Résumé

L'interaction entre un plasma et une paroi est étudiée au moyen d'une modélisation cinétique de type Vlasov-Poisson. Celle-ci est particulièrement bien adaptée pour les plasmas à basse pression, tels que ceux employés en fusion ou en gravure. A l'aide de calculs analytiques ou numériques, nous modélisons les perturbations que provoque une surface solide sur un plasma en vue d'améliorer la mesure de la température des ions. En premier lieu, nous montrons comment corriger de façon significative les mesures par sondes en tenant compte de leur propre interaction avec le plasma. En second lieu, nous mettons en évidence une large surestimation des mesures par fluorescence induite par laser lorsque la résolution spatiale n'est pas suffisante (ce qui est souvent le cas à proximité d'une paroi). Nous terminons cette étude en proposant une méthode de déconvolution des mesures spectroscopiques afin de remédier à ce problème tout en conservant le même appareillage.

The plasma-wall interaction is studied by means of a kinetic model based on the Vlasov-Poisson equations. This model is particularly relevant to low pressure plasmas, such as those used in fusion or surface etching. With the help of analytical and numerical computations, we model the perturbations induced by a solid surface on a plasma in order to improve the ion temperature measurements. Firstly, we show how to significantly correct the measurements from probes by taking into account their own interaction with the plasma. Secondly, we point out the overestimation of the measurements from laser induced fluorescence when the spatial resolution is too low (which is usually the case in the vicinity of a surface). So as to remedy this problem without changing the apparatus, we give a method to achieve a deconvolution of the spectroscopic measurements.