Spatiotemporal characterization of plasmagenic media at high energy by laser scattering
Caractérisations spatio-temporelles de milieux plasmagènes à haute énergie par diffusion laser
Résumé
The transient plasmagenic media generated by tip-tip electric discharge and laser breakdown are used in fuel mixture ignition applications or for analytical purposes such as Laser-Induced Plasma Spectroscopy (LIBS). In addition to their important scientific and technological interests, these media are still difficult to grasp because of their transient nature and the important gradients that characterize them. In addition, the hypotheses of Local Thermodynamic Equilibrium (LTE), often made as part of their study, are not always verified.In order to better understand these transient plasmagenic media, two complementary spectroscopic characterization techniques have been implemented: Optical Emission Spectroscopy (OES) and Thomson Scattering (TS).The combined use of OES (based on complementary hypotheses validating LTE) and TS (assuming only a Maxwellian distribution of translational velocities of particles), should make it possible to validate the conditions of LTE in the plasmas studied and of provide realistic input data for modeling.In this manuscript, we studied a tip-tip electrical discharge, used in the ignition of metal powders, and laser-induced breakdown and ablation plasmas, used for LIBS applications.
Les milieux plasmagènes transitoires générés par décharge électrique pointe-pointe et par claquage laser sont utilisés dans des applications d’allumage de mélanges combustibles ou à des fins d’analyses telles que la spectroscopie de plasma induit par laser (LIBS). Parallèlement à leurs importants intérêts scientifiques et technologiques, ces milieux restent difficiles à appréhender en raison de leur caractère transitoire et des gradients importants qui les caractérisent. De plus, les hypothèses d’Équilibre Thermodynamique Local (ETL), souvent faites dans le cadre de leur étude, ne sont pas toujours vérifiées.Afin de mieux connaître ces milieux plasmagènes transitoires, deux techniques complémentaires de caractérisations spectroscopiques ont été mises en oeuvre : la Spectroscopie Optique d’Émission (SOE) et la Diffusion Thomson (DT).L’utilisation combinée de la SOE (fondée sur des hypothèses complémentaires validant l’ETL) et de la DT (supposant uniquement une distribution maxwellienne des vitesses translationnelles des particules), doit permettre de valider les conditions d’ETL dans les plasmas étudiés et de fournir des données d’entrée réalistes pour les modélisations.Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié une décharge électrique pointe-pointe, utilisée dans l’allumage de poudres métalliques, et des plasmas de claquage et d’ablation induits par laser, utilisés pour les applications LIBS.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
---|