Étude des collisions avec transfert d’excitation par une méthode de perturbation laser : quelques aspects expérimentaux et numériques

Study of collisional excitation transfers by a laser perturbation method: some experimental and numerical aspects

G.R.E.M.I., U.E.R. Sciences. Université d’Orléans, 45046 Orléans Cedex, France.

Résumé

Nous présentons dans cet article quelques aspects de la technique de fluorescence induite par laser appliquée à l’étude des collisions avec transfert d’excitation. Après un bref rappel de la technique expérimentale et des hypothèses habituellement utilisées pour modéliser les processus de transferts d’excitation dans des expériences en cellule, nous présentons divers types d’analyse des données expérimentales permettant par comparaison aux équations d’évolutions des populations de déterminer les taux des processus collisionnels et les sections efficaces moyennes correspondantes.

Parmi toutes les analyses possibles nous développons particulièrement l’analyse par identification issue des méthodes d’optimisation.

Cette technique numérique s’est avérée particulièrement performante dans l’exploitation au mieux des données expérimentales.

Nous présentons ainsi les résultats obtenus sur les transferts d’excitation dans des plasmas de décharge ou de post décharge dans l’hélium et dans une vapeur de lithium ou de mélange lithium-gaz rares.

Pour conclure, nous soulignons quelques difficultés pouvant mettre en défaut la technique expérimentale et numérique développée précédemment et présentons quelques extensions récentes susceptibles d’élargir son champ d’application.

Abstract

Some aspects of time-resolved laser induced fluorescence spectroscopy with applications to excitation transfer collisions are developped in this article.

Principles of the experimental technic are briefly reviewed and particular attention is paid to data analysis and on the different numerical methods used to extract radiative and collisional rate coefficients from the fluorescence relaxation curves.

The identification method based on optimization algorithms appears to be well-adapted to this problem. Results on collisional excitation transfers obtain by this way in helium discharges and in a lithium vapor are summarized.

Finally we point out some difficulties connected to the described experimental and numerical method and present some extensions of this technic.