FORTE ET FAIBLE AUTO-ABSORPTION DANS LES PLASMAS CREES PAR LASER : Correction des paramètres des raies et des probabilités de transitions - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

STRONG AND WEAK SELF-ABSORPTION IN PLASMAS CREATED BY LASER : Correction of the line parameters and the transition probabilities

FORTE ET FAIBLE AUTO-ABSORPTION DANS LES PLASMAS CREES PAR LASER : Correction des paramètres des raies et des probabilités de transitions

Résumé

The aim of this work is to study the phenomenon of self-absorption in plasmas and its influence on the parameters of the spectral lines and on the transition probabilities. We established theoretical formulas of corrective factors for the self-absorption of the line parameters, broadened by Stark and Doppler effects, in the case of an homogeneous plasma at local thermodynamic equilibrium (LTE). Using an algorithm written under Matlab, we fitted experimental spectra of Xe II and Si II created by a pulsed laser and we obtained the lines parameters corrected from self-absorption. We proposed a method to determine the transition probabilities ratio, which takes in account the self-absorption, This method was applied to Xe II lines and we observed a weak self-absorption. It was then applied to the lines of the multiples 2, 7.26, 8, 9 of Si II, self-absorbed : the transition probabilities ratios we obtained, are close to the experimental values of Matheron for the multiples 8 and 9, and close to the theoretical values for the multiples 2 and 7.26. When the spectral lines are strongly self-absorbed, they present a valley at the center due to the variations of temperature and density from the center to the periphery. We propose a model for the plasma in two regions: the emission mainly occurs in the center and the absorption in the periphery. We established a fitting algorithm for reversed lines; that we applied to the resonance lines centered to 394.40 nm and 396.15 nm of Al I, emitted by a plasma created by a laser on a solid target of aluminum in the air. These lines were emitted by a plasma created by laser on a solid target of aluminum in the air. The corrected lines present a ratio of the intensities which is in a good agreement with the theoretical value.
L'objectif de ce travail est l’étude du phénomène de la réabsorption dans les plasmas et de son influence sur les paramètres des raies spectrales et sur les probabilités de transitions. Nous avons établi des formules théoriques des facteurs correctifs de l’auto-absorption pour les paramètres des raies, élargies par effets Stark et Doppler, dans le cas d’un plasma homogène et à l’équilibre thermodynamique local (ETL). A l’aide d’un algorithme développé sous Matlab, nous avons ajusté des spectres expérimentaux des raies de Xe II et de Si II émises par un plasma créé par un laser impulsionnel et obtenu les paramètres des raies corrigés de la réabsorption. Nous proposons une méthode pour déterminer les rapports des probabilités de transitions, tenant compte de l’effet d’auto-absorption. Cette méthode a été appliquée aux raies du Xe II et nous avons constaté une auto-absorption relativement faible. Elle a été ensuite appliquée aux raies des multiplets 2, 7.26, 8, 9 du Si II, réabsorbées : les rapports des probabilités de transitions obtenus sont proches des valeurs expérimentales d'autres auteurs pour les multiplets 8 et 9 et proches des valeurs théoriques pour les multiplets 2 et 7.26. Lorsque les raies spectrales sont fortement auto-absorbées, elles présentent un creux au sommet dû aux variations de température et de densité du centre à la périphérie du plasma. Nous proposons un modèle de plasma en deux régions : l’émission est prépondérante au centre, et l’absorption à la périphérie. Nous avons établi un algorithme d’ajustement de raies auto-inversées, que nous avons appliqué aux raies de résonance centrées sur 394.40 nm et 396.15 nm de l’Al I, émises par un plasma créé par laser sur une cible solide d’aluminium dans l’air. Les raies ainsi corrigées ont un rapport des intensités en très bon accord avec la valeur théorique.
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Citer

Hssaïne Amamou. FORTE ET FAIBLE AUTO-ABSORPTION DANS LES PLASMAS CREES PAR LASER : Correction des paramètres des raies et des probabilités de transitions. Physique [physics]. Université du Sud Toulon-Var (USTV), 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01157382v3⟩
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