Caractérisation d’un plasma d’Aluminium par mesure de transmission d’harmoniques

         Le principe de l’expérience que nous avons menée consiste à mesurer la transmission en absolue du rayonnement harmonique au sein du plasma à caractériser, en imposant un délai variable avec la pompe générant le plasma. Une expérience pionnière [1] a montré l’intérêt de ce type de méthode pour caractériser des plasmas crées pour un éclairement de 10¹⁴ W/cm². Nous avons utilisé la particularité des harmoniques générées dans les gaz à être émises sous forme de peigne (plusieurs fréquences multiples de la longueur d’onde fondamentale présentes dans le spectre) associée à la notion de densité critique (ou de coupure) pour étudier l’évolution de la densité électronique du milieu à caractériser. En effet, N_e étant la densité électronique du milieu à sonder et N_c(H_q) la densité de coupure associée à l’harmonique d’ordre q, H_q sera transmise à travers le milieu si N_ec(H_q).

Sur la figure ci-dessous, se trouvent synthétisés les résultats importants obtenus en irradiant une cible de polypropylène de 1000Å avec un laser intense (I»10¹⁸W/cm²) et bref (50fs) (lien vers UHI10). On a reporté l’évolution temporelle de la transmission de deux harmoniques H₁₉ et H₂₁, respectivement à 42 et 38nm, choisi de telle sorte que les densités critiques correspondantes encadrent la densité électronique associée à la cible totalement ionisée. L’enregistrement simultané de l’évolution de H₁₉ et H₂₁ nous permet, à δt=0, de conclure que la densité électronique du milieu est comprise entre Nc(H₁₉) et Nc(H₂₁), c'est-à-dire de l’ordre de 3.1x10²³cm^-3±15%, et par simulations numériques de déduire l’évolution de la température électronique qui varie de 220±20eV à 65eV 1.5ps après l’interaction du faisceau pompe avec la cible.

[1] Theobald W. et al., PRL (1996) 77 298