Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires (PIIM)

Pôle / Axe #1 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Atomes, ions et molécules dans tous leurs états

Expertises :

Ressources :

Pôle / Axe #2 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Plasma

Expertises :

Ressources :

Pôle / Axe #3 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Sciences de la fusion et physique du tokamak

Expertises :

Ressources :

Pôle / Axe #4 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Surfaces, Interfaces, Réactivité

Expertises :

Ressources :

Pôle / Axe #5 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Astrochimie, Spectroscopie, Théorie, Réactivité, Origines

Expertises :

Formation d’échantillons en systèmes cryogénique basse pression et vieillissement de ces échantillons (thermique, photons UV ou électron), Analyse par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier et traitements des données afférentes, Analyse d’échantillons gazeux, liquide ou solide par chromatographie gazeuse couplée à de la spectrométrie de masse basse ou haute résolution, Analyses d’échantillons liquide ou solide par chromatographie liquide couplée à un spectromètre UV-visible et à de la spectrométrie de masse basse résolution. Système de fractionnement SPE on-line et analyse multidimensionnelle, Mise en place de protocoles pour l’analyse d’échantillons, Traitement de données issues d’analyse par spectrométrie de masse très haute résolution, Analyse d’échantillons complexes, Conseil pour la mise en place de stratégie analytique.

Ressources :

Systèmes cryogéniques basse pression (10-9 mbar) et basse température (12K-300K) pour l’analyse d’échantillons et l’étude de leur vieillissement.

– Couplés: NEAR-IR-TF, GC-ITQ-MS, GC-FT-Orbitrap-MS, RGA-MS.
– Systèmes de récupération d’échantillons gazeux et solides hors contaminations

Ces systèmes permettent la déposition d’échantillons à basse température (12K à 300K) et basse pression (10-9 mbar). Ces échantillons peuvent être des molécules pures ou en mélange. L’échantillon à analyser peut être initialement sous forme gazeuse, liquide ou solide.
Une fois formés, ces échantillons peuvent être soumis à des recuits, des irradiations dans l’ultraviolet ou par des électrons (1 keV à 10 keV).
Les échantillons altérés ou non peuvent être analysés de manière in situ par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier. Les phases volatiles formées lors du réchauffement des échantillons peuvent être analysées par spectrométrie de masse ou récupérées pour être analysées par chromatographie couplée à un spectromètre de masse (de type trappe d’ions ou orbitrap de résolution 60000 à m/z 120).

Dispositifs de Spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier.
Analyses dans le moyen infrarouge (4000-600 cm-1) en transmission ou réflexion (ATR). Possibilité d’analyser des échantillons liquides ou solides.
Dispositifs de chromatographie en phase gazeuse couplé à la spectrométrie de masse.
– GC-ITQ-MS (trappe d’ions basse résolution) couplé à un système cryogénique (AHIIA), système d’injection gaz, double injecteurs liquides SSL modifiés pour injection gaz, cryotrappe N2 (-190°C)
– GC-ISQ-MS (quadrupole basse résolution) avec détecteur à ionisation de flamme. Un passeur multi-échantillon de type triplus permet l’injection automatique d’échantillons en mode liquide ou gazeux en mode espace de tête. Un injecteur split/splitless est disponible.
– GC-FT-Orbitrap-MS (spectromètre de masse haute résolution 60000 à m/z 120) couplé à un système cryogénique MICMOC. Un injecteur split/splitless a été modifié pour l’injection d’échantillons gazeux tout en permettant l’injection d’échantillons gazeux. Un second injecteur split/splitless est couplé à un passeur d’échantillons liquides ainsi qu’à un pyrolyseur (flash et gradient 35°C – 800°C). Une trappe cryogénique est présente sur le système chromatographique.
Dispositif de chromatographie en phase liquide haute performance couplé à la spectrométrie de masse.
– UHPLC-UV-ISQ-MS (Système 1000 bars, détecteur barrette diodes UV-visible, spectromètre de masse basse résolution de type quadripôle) avec mode d’ionisation ESI, passeur/collecteur, montage SPE online, et montage chromatographie multidimensionnelle. Le système de rétention SPE permet le fractionnement d’échantillons suivant les cartouches utilisées cationique, anionique, polaire ou apolaire. Les SPE peuvent être utilisés individuellement ou en série.

Pôle / Axe #6 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Confinement d’ions et manipulation laser

Expertises :

Stabilisation ultime de laser, correction de bruit de phase, de fréquence et d’amplitude, Doublage de fréquence, Comparaison de fréquences optiques, mesure absolue de fréquences optiques, correction du bruit de phase induit par la transmission par fibre optique. Développement de techniques de caractérisation et d’asservissement à mieux que 10e-13), Piégeage radio-fréquence d’ions, transport de particules chargées, refroidissement laser, imagerie, contrôle du nombre de particules piégées (de 1 à 10e6), Algorithme de Verlet, méthode de Langevin, pas adaptatif, parallélisation, optimisation, de codes de dynamique moléculaire. Intégration des équations de Bloch optique pour l’interaction atome-lasers des systèmes à plusieurs niveaux soumis à plusieurs lasers de façon simultanée.

Ressources :

‘Laser ultra-stable à 729 nm : Laser Titane-Saphire construit au laboratoire d’une largeur de raie inférieure à 10 Hz, et d’une stabilité en fréquence inférieure à plusieurs dizaines de Hz par seconde. Ce laser est asservi par méthode Pound-Drever-Hall sur une supercavité optique de finesse 220 000, montées de façon à être au mieux découplées de l’environnement (montage sous vide, sur plateformes anti-vibrationnelles passives, avec trois écrans thermiques ainsi qu’une stabilisation thermique active de leurs clôtures extérieures); Peigne de fréquences optiques : C’est un laser impulsionnel femtoseconde, amplifié et élargi en fréquence à l’aide d’une fibre à cristal photonique. La fréquence de répétition du laser peut être asservie sur un oscillateur stabilisé en température (OXCO) contrôlé par signal GPS, ou sur un laser ultra-stable; Raccordement au signal métrologique Refimeve+ : notre peigne de fréquence peut être discipliné par un signal métrologique provenant de l’observatoire de Paris et porté par le réseau Renater (Equipex Refimeve+). Stabilité de fréquence meilleure que 10-14 /s; Piège double : Ensemble d’un piège à ions linéaire de géométrie quadrupolaire séparé en deux zones de confinement par une électrode centrale et d’un piège de géométrie octupolaire. Il s’agit de deux pièges radiofréquences, montés le long d’un axe commun. Ce dispositif macroscopique (rayon des pièges 4 mm) permet le confinement et le transport de très grands nuages d’ions. Ce piège double est aujourd’hui configuré pour le confinement des ions Ca+, qui y sont créés à partir d’un four atomique et la photo-ionisation avec deux lasers de 423 nm et de 389 nm. Par ailleurs, les ions Ca+ peuvent être refroidis par laser (lasers à 397nm et 866nm). La détection des ions (de 1 à plusieurs millions) se fait à l’aide d’un photomultiplicateur en mode comptage de photons ou d’une caméra CCD intensifiée. L’optique de détection permet la résolution spatiale de la fluorescence d’un ion unique. Le dispositif de piégeage des ions se trouve dans une enceinte à ultravide à une pression inférieure à 1.10-9 mbar; MegaDalton : Dispositif breveté qui a pour vocation à détecter une molécule géante à travers la perturbation que celle-ci engendre quand elle traverse un nuage d’ions froids piégés. Ce dispositif est un prototype, il est composé d’une source moléculaire (electro-spray), d’un dispositif de guidage et de vide différentiel (de la pression atmosphérique à l’ultra-vide) et d’un piège radiofréquence à ions calcium (sous ultravide) avec ses lasers de refroidissement et son optique de détection; Piège macroscopique : Piège adapté au confinement de grosses particules chargées (licopodes, billes….) pour mettre en évidence des phénomènes liés à l’auto-organisation des particules piégées; Outils de simulation : Code de dynamique moléculaire pour simuler le comportement d’ions confinés en piège radio-fréquence et refroidis par laser. Prise en charge de collisions avec un ou des projectiles chargés injectés depuis l’extérieur du piège et de l’aspect stochastique de l’interaction atomes-laser. Code parallélisé pouvant simuler plusieurs millisecondes physiques pour des échantillons de plusieurs milliers d’ions.Code de simulation de la dynamique interne d’atomes à plusieurs niveaux soumis à plusieurs champs laser

Pôle / Axe #7 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Dynamique des systèmes complexes

Expertises :

Ressources :

Pôle / Axe #8 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Hydrogène, Molécules, Matériaux

Expertises :

Caractérisation de matériaux multi-échelle (microscopie optique, électronique, rugosité,…), Interaction plasma/paroi, Spectroscopie UV-visible, infrarouge et Raman, Spectrométrie de masse, Réactivité et dynamique dans l’état excité, Photosensibilité des molécules chargées et neutres, Caractérisation des molécules isolées par spectroscopie électronique, Piégeage radio-fréquence d’ions, jet moléculaire, Calcul ab-initio, structure électronique et vibrationnelle de matériaux. Couplage électron-phonon

Ressources :

– Plateforme spectroscopie UV-visible et dynamique dans les états excités des molécules chargées : La plateforme comprend deux expériences destinées à étudier la spectroscopie UV-visible des molécules et ions froids isolés avec des lasers OPO ns UV-visible accordables. La résolution des lasers et la température des molécules/ions permettent de résoudre la sous-structure vibrationnelle des états excités ainsi que de sonder des dynamiques aux échelles de la femtoseconde à la seconde.
Matériel associé :
Deux OPO ns UV-visible. Gamme spectrale: 225-710 nm (5.5-1.7 eV), résolution 0.02 nm, largeur spectrale 8 cm-1.
Spectroscopies : Ionisation multiphotonique résonante, UV-visible photodissociation (action), UV-UV hole-burning, UV-visible photodétachement.
– Expérience TRAP – piège ionique cryogénique pour l’étude des molécules protonés/déprotonés/radicaux cations/déshydrogénés : Cette expérience a pour but de caractériser les propriétés optiques des ions moléculaires, plus précisément le spectre électronique et les processus de fragmentation suite à l’absorption d’un photon UV ou visible. Elle comprend une trappe à ions refroidie à quelques K dans laquelle sont injectés des ions issus d’une source electrospray ou d’une décharge. Les ions sont piégés, refroidis puis fragmentés par des lasers accordables. Les fragments (chargés ou neutres) issus de la photofragmentation sont analysés par un spectromètre de masse à temps de vol (ToF).
Matériel associé :
Source ESI electrospray – production des ions protonés/déprotonées
Source décharge plasma – production des ions cation radicalaires et/ou protonés
Production des radicaux déshydrogénés par photodétachement d’un déprotoné
Selection en masse +/- 1 uma
Piège Paul cryogénique (40 K)
ToF spectromètre (gamme ~40-400 uma, resolution 1 uma)

– Expérience SIAM – jet moléculaire pour l’étude des molécules et agrégats neutres et les radicaux hydrogénés : Cette expérience a pour but de caractériser les propriétés optiques des molécules et radicaux neutres, plus précisément leur spectre électronique par absorption d’un photon UV ou visible. Elle comprend un jet moléculaire ensemencé par des molécules ou agrégats neutres. Les neutres sont refroidis puis ionisés par des lasers accordables. Les ions issus de la photoionisation sont analysés par un spectromètre de masse à temps de vol (ToF).
Matériel associé :
Source chauffée – volatilisation des molécules neutres
Source décharge plasma – production de radicaux ou des radicaux hydrogènes
ToF spectromètre (gamme ~40-400 uma, résolution 1 uma)

– Dispositif cryogénique à 3.7 K : Ce dispositif permet les études de structure et de réactivité de molécules stables ou instables, isolées en matrice, en phase solide, ou en phase gaz en équilibre thermodynamique avec la phase solide, dans la gamme 4 – 300 K. Il comprend un cryogénérateur à circulation fermée d’hélium, un cryostat en réflexion à température ajustable, une rampe d’introduction de gaz. Il est couplé à un diagnostic de spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (Bruker ifs66, résolution 0.1 cm-1), un spectromètre UV, des sources d’irradiation (lampes UV et laser OPO IR), une cellule isotherme couplée au doigt froid.

– CASPER : CAsPEr est un ensemble dédié à la caractérisation de matériaux à grande aire spécifique comme les poudres et les solides poreux, notamment à la mesure de leur aire spécifique. Il permet d’enregistrer des isothermes d’adsorption et également de mesurer simultanément les isothermes infrarouges des modes de vibrations en surface ou de suivre par spectrométrie de masse la thermodésorption des échantillons. Il a été spécialement développé pour l’étude des surfaces de glaces d’intérêt interstellaire et des matériaux pour la fusion. Il comprend une enceinte calibrée sous vide secondaire (10-8 mbar), des capteurs de pression capacitifs couvrant le domaine (10-4 – 1000 mbar), une pompe turbo moléculaire, plusieurs électrovannes pneumatiques, un spectromètre de masse et un four tubulaire (Tmax = 1700 °C). Il peut être couplé à un spectromètre infrarouge par transformée de Fourier par l’intermédiaire d’une cellule isotherme équipée de fenêtres en diamant dont la température peut être régulée entre 30 K et 300 K par un cryogénérateur.

– AFM : Cet appareil (Fabriquant NT-MDT, modèle Solver PRO) permet de faire des mesures de microscopie par force atomique sous air en standard sur des échantillons de dimensions (mm) 10 x 10 , Ø 40 (max.), d’épaisseur < 10 mm, avec des scans de 40 x 40 x 2.5 mm. La résolution horizontale est de 1 à 10 nm et la résolution verticale inférieure à 1 nm. Il est utilisé essentiellement pour les études liées aux matériaux d’intérêt pour la fusion magnétique, matériaux carbonés dont le diamant, tungstène et béryllium.

– Microscopie Raman confocale : La mesure par microscopie Raman de la réponse vibrationnelle des matériaux donne des informations sur leur composition chimique et sur leur structure. Cette méthode est en général rapide et non destructive. Elle est utilisée principalement dans le cadre des études des matériaux d’intérêt pour la fusion, à base de carbone, béryllium et tungstène. L’appareil est un microscope Labram HR de la société Horiba Jobin Yvon. Il comprend 5 sources laser continues à 325, 488, 514, 633 et 785 nm, trois réseaux de 600, 1800 et 2400 traits/mm, un filtre Notch pour la mesure Stockes et Anti-Stokes, une platine motorisée xy et un mode d’acquisition en cartographie. Le domaine spectral accessible va jusqu’à 80 cm-1 et la résolution est de l’ordre de 1 cm-1. Un filtre spécial sur le 488 nm permet de descendre à 10 cm-1. Il est couplé avec des cellules environnementales pour mesures in-situ permettant le chauffage sous atmosphère neutre ou oxydante (Linkam TS1500 : jusqu’à 200 °C min-1, Tmax=1500°C, 2 bar) ou le chauffage sous atmosphère (Linkam CCR1000 : jusqu’à 200°C min-1, Tmax=1000°C, 5 bar), et à basse température (Linkam 77 K).

– Microscopie confocale : Le microscope confocal permet d’observer la topographie des surfaces des matériaux par des mesures sans contact de profilométrie optique 3D. Il est utilisé en priorité dans le cadre des études des matériaux d’intérêt pour la fusion magnétique et plus particulièrement pour la caractérisation de l’érosion des composants face au plasma en tungstène activement refroidis en place dans la machine WEST à Cadarache. L’appareil est un S-NEOX de SENSOFAR, possédant 4 sources LED, une caméra CCD 1.3 Mpx, des objectifs confocaux 10X, 20X, 100X, et un objectif interférométrique 50X, et une platine XY motorisée. Il permet d’imager tous types d’échantillons, plats ou très rugueux, avec une précision verticale nanométrique.

Pôle / Axe #9 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Physique atomique et transport dans les plasme

Expertises :

Modélisation Physique et codes afférents, Parallélisation, Optimisation, Tuning de codes de calculs, Utilisation de codes de structures électronique DFT, Propriétés radiatives des plasmas (Profils de raies spectrales, Structure Atomique, Modèles de populations ioniques). Interprétation d’expériences de spectroscopie, Propriétés statistiques des plasmas et systèmes coulombiens (Dynamique Moléculaire classique et Monte-Carlo), Trajectographie Monte-Carlo, Modélisation Matériaux.

Ressources :

Pôle / Axe #10 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Plasma surface

Expertises :

Interactions plasma-surface (plasma d’hydrogène), Techniques de l’ultra-vide, Science des surfaces, Sources de plasma, Sources d’ions, Sources de jets atomiques, Spectroscopies électroniques (X, UPS, HREELS), Microscopies en champ proche (STM, AFM), Fluorescence induite par laser

Ressources :

Physis: Enceinte ultra-vide. Réalisation de plasmas inductifs et capacitifs. Analyse par spectrométrie de masse résolue en énergie. Sonde de Langmuir. Études de la générations d’ions négatifs au voisinage des surfaces de matériaux; Nautilus : Enceintes ultra-haut vide. Préparation de surfaces monocristallines. Source ultra pure d’évaporation de matériaux solides et de molécules organiques. Sources d’ions, d’atomes, de molécules. Spectroscopie de pertes d’énergies d’électrons lents à haute résolution, spectroscopie de photoémission UV et à rayons X, spectroscopie Auger, diffraction d’électrons lents, microscopie à effet tunnel. Étude de matériaux bidimensionnels; AMU-PSI: Enceintes ultra-haut vide. Préparation de surfaces monocristallines à très haute température. Source d’ions, d’atomes de de molécules. Désorption programmée en température assistée par chauffage Laser. Études fondamentales de matériaux pour la fusion; CAMITER: Enceintes ultra-haut-vide. Canon à ions. Plasmas. Désorption programmée en température par spectromètre de masse pompé différentiellement. Fluorescence induite par Laser. Mesures de réflectivité de matériaux

Pôle / Axe #11 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Turbulence plasma

Expertises :

Plasmas magnétisés, Plasmas multipolaires, Plasmas magnétron, Nanoparticules dans les plasmas, Diagnostics dans les plasmas, Tomographie, Fluorescence induite par laser, Tube à onde progressive

Ressources :

TOP : Cette expérience consiste en un tube à ondes progressives (TOP) spécialement conçu pour étudier les interactions ondes-particules. Celles-ci sont essentiellement les mêmes que pour les ondes électrostatiques dans un plasma avec l’avantage qu’exempt de bruit, le TOP permet un contrôle optimal des particules et des ondes. Le faisceau d’électrons est produit par une triode qui engendre soit un faisceau continu, soit un faisceau pulsé (éventuellement avec la même fréquence qu’une onde progressive), dont le diamètre est celui d’un trou percé dans l’anode. Les ondes se propagent le long d’une structure à onde lente constituée d’une hélice de diamètre 25mm, de pas 1mm et de longueur 4m, insérée dans un tube en verre évacué aux deux extrémités. Quatre antennes mobiles tout au long de la structure et couplées capacitivement à l’hélice sont utilisées pour exciter et mesurer les ondes. Le faisceau se propage le long de l’axe de l’hélice. Un long solénoïde fournit le champ magnétique de confinement des électrons. Deux bobines complémentaires à faible champ permettent de contrôler la propagation axiale du faisceau. En sortie, un analyseur trochoïdal mesure la fonction de distribution en énergies du faisceau; Mistral : Le dispositif expérimental Mistral a été conçu pour étudier les instabilités d’une colonne de plasma en champ croisé. Il est aussi utilisé afin de développer et d’optimiser de nouveaux diagnostics optiques. Il fait partie de la catégorie des machines à plasma de laboratoires à cathode chaude fonctionnant sur le principe d’ionisation par un faisceau d’électrons rapides créés par le chauffage de 32 filaments de tungstène. Le diamètre de la colonne de plasma produite peut atteindre 40 cm pour une longueur de 1 m. La machine possède une large gamme de diagnostics : spectroscopie d’émission, fluorescence induite par laser, sonde de Langmuir, caméra ultra-rapide, tomographie et spectro-tomographie. Le dispositif peut être facilement adapté aux besoins des expérimentateurs, possède de larges hublots latéraux idéal pour les études optiques, et permet d’obtenir un plasma dans des conditions contrôlées pendant plus d’une heure. En particulier il est possible d’obtenir un bon contrôle des conditions d’injection et de collection des courants du plasma, ce qui est crucial pour les études physiques. Il est possible de travailler avec des gaz variés (H2, He, Ar, Ne, Xe) et d’introduire un limiteur radial qui permet une étude du comportement du plasma à l’ombre de ce dernier; NanopPlas : Le dispositif expérimental NanopPlas permet d’étudier la formation de nanoparticules dans les plasmas à partir d’une pulvérisation cathodique. NanopPlas a été développé pour des études en amont sur la formation de poussières par interaction d’un plasma avec les matériaux présents dans les parois de tokamaks. Ce dispositif est composé d’une chambre ultravide cylindrique, de générateurs DC, classique (< 1kW) et magnétron (1 kW). Les cathodes utilisées sont graphitiques ou métalliques. Le plasma est caractérisé par spectrométrie d’émission, spectrométrie de masse, interférométrie micro-onde, sonde de Langmuir et fluorescence induite par laser. L’étude de la croissance et du transport des nanoparticules est réalisée par diffusion laser et spectrométrie d’extinction optique ainsi que par les perturbations qu’elles induisent dans le plasma; REPI : Le dispositif expérimental REPI (Réacteur pour l’Etude des Précurseurs Ioniques) est le complément du système NanopPlas. Il permet d’étudier la première phase de croissance de nanoparticules dans un plasma de décharge à pulvérisation. Cette première phase concerne les précurseurs moléculaires ou les clusters qui se forment par collisions successives jusqu’à l’apparition des premières particules solides nanométriques. Ce dispositif est composé d’une chambre ultravide cylindrique et d’un générateur de décharges DC classique (< 1kW). Les cathodes utilisées sont graphitiques ou métalliques. Le diagnostic principal est un spectromètre de masse, couplé à un analyseur d’ions positifs et négatifs pour l’identification des précurseurs de nanoparticules. Le plasma est caractérisé par interférométrie micro-onde, sonde de Langmuir et fluorescence induite par laser; Double Plasma Multipolaire (DPM) : Réacteur à plasma froid non magnétique refroidi, régulé en pression et en tension et courant de décharge, le DPM permet de créer un plasma stable pendant plusieurs heures. Cette stabilité, associée à la possibilité de propager des ondes ou des flux, permet une multitude d’études allant de l’interaction ondes/particules à l’interaction plasma/paroi en passant par l’interaction de 2 faisceaux. Généralement utilisé avec de l’Argon, les pressions de travail se situent aux alentours de 10E-4mbar pour des densités de l’ordre de 10E9 cm-3. Ce banc expérimental est équipé de sondes de Langmuir, de sondes émissives et du diagnostic de Fluorescence Induite par Laser résolu en temps et en espace; Fluorescence Induite par Laser (FIL) : Diagnostic optique non perturbatif, la FIL permet d’enregistrer la fonction de distribution en vitesse des ions du plasma avec une résolution spatiale pouvant atteindre 0.1mm et une définition temporelle allant jusqu’à 10 ns. Basé sur l’effet Doppler, la LIF utilise un laser à fréquence accordable pour pomper un niveau métastable ionique qui va émettre de la fluorescence et ainsi permettre de scanner la fonction de distribution en vitesse des particules avec une très grande précision. Mis au point et utilisé sur le DPM pour toutes les études qui y sont réalisées (récemment interaction plasma/paroi isolante, interaction de faisceaux créés par des anneaux polarisés à 5kV), le diagnostic a aussi été utilisé sur la machine Mistral pour étudier les modes réguliers d’une colonne de plasma en champ croisé, et peut-être utilisé sur les réacteurs NanopPlas et REPI; Mesure d’un champ électrique par quenching de métastabilité du niveau 2S_1/2 de l’hydrogène : Le diagnostic EFILE (Electric Field Induced Lyman-alpha Emission) est une technique nouvelle permettant une mesure non-intrusive d’un champ électrique statique ou oscillant dans le vide ou dans un plasma. On mesure l’intensité de l’émission Lyman-alpha provenant d’un faisceau d’atomes d’hydrogène préparés dans le niveau métastable 2S_1/2, dont la durée de vie est réduite par le champ électrique. Le dispositif expérimental est le suivant : un plasma d’hydrogène est créé par décharge thermoélectronique dans une enceinte « source ». Les protons extraits de la source sont convertis en atomes métastables par échange de charge avec des atomes de césium dans un « four », chauffé au centre et refroidi aux extrémités. Le faisceau est ensuite envoyé dans l’enceinte de mesure où un champ électrique statique ou radiofréquence est généré, dans le vide ou en présence d’un plasma. Le signal Lyman-alpha, proportionnel au carré du champ, est mesuré par un photomultiplicateur UV et une détection synchrone (en modulant le champ électrique ou le faisceau)

Pôle / Axe #12 : Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires

Equipe de recherche :

Expérience dans les plasma magnétisés

Expertises :

Ressources :