Étude spectroscopiques et cinétiques des états singulets métastables (a1Pi g, a1'Sigma u- et w1Delta u) de l'azote moléculaire

Spectroscopics and kinctus studius of the singular methastables states (a1Pi g, a1'Sigma u- et w1Delta u) of ritroger

• Auteur / Autrice : Peyo Rodriguez Akerreta
• Direction : Frédéric Marchal , Gérald Ledru
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et ingénierie des plasmas de décharge
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie d'émission

Cinétique chimique

Azote

États métastables (physique)

Mots clés libres

Nitrogen

Cinétiques

Excitation multiphotonique

Durées de vie radiative

Spectroscopie d'excitation et d'émission

Constantes de collisions

Dbd

Résumé

Le travail, exposé dans ce manuscrit, porte sur l'excitation multiphotonique des premiers états singulets métastables du gaz azote, la bande LBH, Lyman-Birge-Hopfield, émettant dans le domaine des UVL. Ce type d'études des données de base des plasmas réactifs se révèle fondamental afin de comprendre la physique mais aussi les processus mis en œuvre dans des milieux complexes comme une décharge mono-filamentaire (MF-DBD). Un dispositif d'excitation sélective par fluorescence induite par absorption à deux photons laser (TaLiF) a été utilisé pour peupler sélectivement les états d'énergie correspondant. L'influence de la température et de sa disparition a été réalisé à la fois sur une large gamme de températures et de pression. Des lois de variation des fréquences de disparition à deux corps ont été déterminées et montrent une dépendance forte des constantes de réaction en fonction de la température. A partir d'un seuil d'enregistrement, notre dispositif limite l'exploitation du signal (Delta t= 5ns) et le condense dans les premiers canaux pollué par le flash laser de la TaLiF. Enfin, l'influence de l'ajout du dioxygène et l'influence de la température sur le système (N2-02}) a été étudié. Le dioxygène réduit le couplage entre les états singulets et la diminution de la température renforce le couplage entre les états singulets. En conclusion, ces études ont permis d'interpréter certaines mesures effectuées dans les décharges mono-filamentaires (ICPIG 2009). Des taux réactionnels de disparition de l'état singulets ont été données. Un schéma cinétique montrant le couplage fort des trois états singulets peut être envisagé.

The work focuses on multiphoton excitation of the first singlet metastable states of nitrogen gas, the band LBH, Lyman-Birge-Hopfield, emitting in the Vaccum UV. This type of study baseline plasma reactive proves essential to understand the physical but also the process used in complex environments such as a mono - filament discharge (MF-DBD). A device for selective excitation induced fluorescence absorption at two laser photons (TaLiF) was selectively used to populate the corresponding energy states. The influence of temperature on the formation of the molecular state and its disappearance was performed both on a wide range of temperatures and pressure. The laws of variation of frequency of disappearing two bodies have been determined and show a high dependence of the constants depending on the reaction temperature. From a recording threshold, our system limits the use of the signal (delta t= 5ns) and condenses in the first channels polluted by the Talif flash laser. Finally, the influence of the addition of oxygen and the influence of temperature on the system (N2-02) has been studied. The oxygen reduces the coupling between the singlet and the decrease in temperature increases the coupling between the singlet states. In conclusion, these studies have interpreted some measurements in mono-filament discharge (ICPIG 2009). The reaction rate of disappearance of the singlet state have been given. A kinetic diagram showing the strong coupling of the three singlet states can be considered.