HAL Id: jpa-00219393
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00219393
Submitted on 1 Jan 1979
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
ETALONNAGE D’UNE CHAINE DE DIFFUSION EN VUE DU DIAGNOSTIC DES PLASMAS
Y. Alayli, M. Skowronek
To cite this version:
Y. Alayli, M. Skowronek. ETALONNAGE D’UNE CHAINE DE DIFFUSION EN VUE DU DI- AGNOSTIC DES PLASMAS. Journal de Physique Colloques, 1979, 40 (C7), pp.C7-817-C7-818.
�10.1051/jphyscol:19797394�. �jpa-00219393�
JOURNAL DE PHYSIQUE CoZZoque C7, suppZément au n07, Torne 40, JuiZZet 1979, page C7- 817
ETALONNAGE D'CME CHAINE DE DFFUçION EN VUE
W
DIAGNOSTIC DES PLASMASY . ~ l a ~ l i ' and
M.
Skowronek.Laboratoire de Physique e t Optique CorpuscuZaires (PZasmas Denses), Université Pierre e t Marie Curie
%Tour 12, ES, 75230 Paris, Cedex 05, France.
Université Libanaise, Département de Physique, Beyrouth-Liban.
I
-
IntroductionLa diffusion Thomson d'un faisceau l a s e r e s t souvent utilisée pour mesurer la densité élec- tronique et la température des plasmas
.
La température e s t déduite de l'blargissement Doppler de la radiation diffusée a l o r s que 19 den- sité électronique e s t déduite de la mesure de
Gas Ar P 1 bar T 293'K 8 90'
 694.3nm
l
l'intensité totale intégrée sur toutes les lon-
gueurs d'onde et exige une calibration absolue
I
de la chaîne de diffusion. On utilise pour cela I I I I
O 50 100 150
l a diffusion Rayleigh dans les gaz dans l e s mê- A t (ns
>
200mes conditions géométriques. Cependant c e r
-
taines m e s u r e s absolues de section efficace de diffusion effectuées avec un l a s e r à rubis mon- t r ent un désaccord avec l e s valeurs théoriques:
George et a l
[IJ
trouvent des valeurs deux fois plus grandes à 60" de la direction de pro- pagation du faisceau l a s e r incident, Skowronek e t a lL2]
trouvent des valeurs deux fois plus petitesà 90' e t avec des impulsions l a s e r s brèves.Dans une récente publication
[3]
nous avcns montré que la section efficace de diffusion Ray- leigh dépend de la largeur dlimpulsionAt sui- vant l'expression :Fig. 1 : Variation de
seXp/sth
avec la durée d'impulsion A t .La courbe représente l'expression (1) 2
-
Résultats exparimentauxDans un premier temps, l a diffusion de la lumière à 90" de la direction de propagation du faisceau l a s e r incident a été étudiée. Les sections efficaces de diffusion ont été mesu- r é e s à différentes longueurs d'onde (651,7 nm;
594,2 nm et 481,5 nm) à l'aide d'un l a s e r à C O -
lorants accordable ; la durée des impulsions lumineuses varie peu autour de 2 ns. On a également utilisé la longueur dlonde du l a s e r à azote de pompe ( 337,l nm) dont la durée d'impulsion est de 4 ns. La forme de l'impul- où S et S sont respectivement l e s sections sion délivrée par le l a s e r à colorants e s t soi-
exp t h
efficaces expérimentale et théorique, gneusement étudiée pour tenir compte de l I e f -
,+y.?
& l = p
e s t le terme fet de la présence d'une base large qui rend dlamortisaement due à l'émission de la lumiè- difficile la définition d'une durée d'impulsion, r e et4
e s t une constante de temps. Les résul- La constante de temps 4 e s t proportionnelle, t a t i expérimentaux sont représentés sur l a fi- au c a r r é de la longueur d'onde comme Ilest gure 1, la durée d'impulsion va de 6 ns à 200ns.
dl ,
l e rapportdd/&
e s t donc indépendant[ i ] ~ . ~ . ~ e o r ~ e ,
L
Goldstein,.L Slama, M. Yd<D)ama de.
Les résultats expérimentaux sont r e - Phys.Rev., 1 2,
369 (1965) -[2]9cMrromk,Y.Vitel,Y.Ahyli,C.Bayer,nlys.Lett. présentés sur la figure 2 Pour des impul-
51 A, 107 (1975) sions de longue durée l a variation en
l/a
4 deArticle published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19797394
l a section efficace e x p é r i m e n t a l e e s t vérifiée.
La v a r i a t i o n d e l a section efficace de diffusion a v e c l'indice d e r é f r a c t i o n a é t é étudiée ( d a n s 1 5 gaz d i f f é r e n t s ) ; l a f o r m u l e (1) p e r m e t de d é t e r m i n e r pour chaque gaz une constante de t e m p s , elle e s t prop.ortionnelle au d i a m è t r e m o l é c u l a i r e de L e n n a r d - J o n e s . L e s r é s u l t a t s sont r e p r é s e n t é s f i g u r e 3.
L a r é p a r t i t i o n a n g u l a i r e d e l ' i n t e n s i t é dif- f u s é e a é t é e n s u i t e étudiée. Le gaz u t i l i s é e s t l ' a r g o n e t l a s o u r c e de l u m i è r e e s t l e l a s e r à r u b i s déclenché A t 2 30 ns. Le volume diffu- s a n t e s t proportionnel à l / s i n e (
0
e s t l'angle d e diffusion ) c e qui a é t é v é r i f i é . L ' i n d i c a t r i c e d e diffusion d é t e r m i n é e p a r G e o r g e et a l Ci]e s t r e c a l c u l é e en tenant compte de l a c o r r e c t i o n du volume diffusant, s e s r é s u l t a t s sont en bon a c c o r d a v e c l e s n o t r e s pour d e s d u r é e s d ' i m - pulsion longues. P o u r chaque angle
9 ,
une cons t a n t e d e t e m p s e s t d é t e r m i n é e p a r (1); e l l e e s t proportionnelle à s i n e / 2 ; l e s r é s u l t a t s sont r e - p r é s e n t é s s u r l a f i g u r e 4.Fig. 2 : V a r i a t i o n de l a c o n s t a n t e de t e m p s a v e c l e c a r r é d e l a longueur d'onde
/ /
I I I
O 0.1 0!4 0.6 0111 1 .O
Sin 0/2
a : Molecular diameter A
Fig. . 4 : V a r i a t i o n d e l a constante de t e m p s a v e c sin e/2.
3
-
ConclusionNous avons étudié l a diffusion d e l a l u m i è r e p a r d e s techniques qui nous ont p e r m i s de m e t t r e en évidence l'influence de l'échange d e quan- t i t é de mouvement e n t r e l e s photons incidents e t l e s photons diffusés.
Nous avons montrk q u e l l e s sont l e s l i m i t a - tions d e l'étalonnage d'une chaîne d e diffusion Rayleigh, m a i s nous ne savons p a s j u s q u t à p r é s e n t d a n s quelle m e s u r e l a diffusion Thom-
~ i3 : ~
variation
. de la constante de tews son e l l e m ê m e e s t affectée p a r l e s d u r é e s b r è - avec le diamètre moléculaire de Lennard-Jones v e s d e s impulsions d e s l a s e r s de diagnostic.[ 3 ] ~ . Alayli e t M. Skowronek, Symposium on Fhy- s i c s of Ionised G a s e s . Cont. p a p , , p.379, Ed. Navinsek, Dubrovnik (1 976).
