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Univ. Paris-Saclay
Transmission dans l'XUV
Transmission dans l'XUV

Evolution temporelle de H19 et H21 à travers un plasma créé par focalisation à I=3x10^17W/cm^2 sur une feuille de 100nm de polypropylène. En bleu, simulations numériques. Encart : (pointillés rouges) spectre de référence sans plasma, (noir) spectre 1.2ps après la création du plasma.

Caractérisation de plasmas créés par irradiation intense de feuilles de polypropylène par mesure de l'évolution temporelle de transmission de rayonnement XUV avec une résolution de 100fs...

 

Le plasma est généré par irradiation intense (I≈3x1017W/cm2) de feuille de polypropylène, sur l'installation laser UHI10 (CEA-Saclay / SLIC). On a montré que le contraste du laser était insuffisant et nécessitait l'ajout d'un système de miroir plasma pour atteindre une valeur de 108 (contraste temporel nanoseconde) et assurer que le piedestal de l'impulsion lumineuse n'endommageait pas la cible avant l'arrivée de la partie intense du faisceau. Le faisceau sonde est une source d'harmoniques d'ordre élevé généré dans un jet de gaz.
Le principe de la mesure est basé sur l'utilisation de la dépendance de la densité critique du plasma avec λ-2. L'idée est de mesurer la transmission de plusieurs harmoniques simultanément à travers le plasma. Le faisceau sonde étant composé d'harmoniques, celles pour qui Ncr>Ne du plasma seront transmises alors que celles telles que Ncre seront stoppées. A partir de la modélisation de l'expansion du plasma, on calcule la transmission de plusieurs harmoniques  que l'on compare enfin aux résultats expérimentaux pour en déduire Te0, la température électronique initiale du plasma.
Les résultats expérimentaux sont présentés sur la figure ci-dessous. On a reporté l'évolution temporelle de la transmission des harmoniques H19 et H21, correspondant respectivement à 42nm et 38nm, à travers une feuille de polypropylène irradiée par un faisceau pompe (60fs, 10Hz, 800nm) focalisé à I≈3x1017W/cm2. L'encart correspond à un spectre de référence sans plasma et un spectre 1.2ps après la création du plasma.

 

Les résultats montrent que la cible est intacte avant la création du plasma (Δt=-250fs), la transmission  de H19 et H21 étant nulle. Pour Δt=0, la transmission de H21 est non nulle alors que H19 n,'est pas encore transmise. Ceci nous permet d'estimer Ne0, la densité électronique initiale du plasma, de l'ordre de 3.1x1023cm-3 ±20%.
On utilise ensuite un code hydrodynamique 1D, pour simuler l'évolution du plasma avec le paramètre ajustable Te0, pour ensuite calculer la transmission de H19 et H21 en résolvant l'équation d'Helmoltz simultanément pour les deux harmoniques. On obtient un bon accord entre l'expérience et les simulations pour Te0=220±20eV.
En enregistrant simultanément la transmission de plusieurs harmoniques en fonction du délai entre la création du plasma et la sonde XUV, avec une résolution temporelle de l'ordre de 100fs, on a montré qu'on peut déterminer les paramètres d'état initiaux du plasma, dans nos conditions expérimentales, Ne0=3.1x1023cm-3 ±20% et Te0=220±20eV.

S. Dobosz G. Doumy, H. Stabile, P. d'Oliveira, P. Monot, F. Réau, S. Hüller and PH. Martin, PRL (2005), 95 025001

 
#1245 - Màj : 11/10/2018

 

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