Propriétés de la zone cathodique d’un plasma pour laser à excimère

Abstract

Cet article contribue à l’étude des propriétés de la gaine d’une décharge transitoire, comme celles considérées dans le cas des lasers à excimère. La zone cathodique d’une décharge transitoire est une zone de transition entre le plasma et la cathode. Elle a pour rôle d’assurer la continuité du courant du plasma vers la cathode et elle est le siège d’un champ électrique très intense. Ces valeurs élevées que peut prendre le champ électrique sur la cathode sont vraisemblablement en grande partie responsables de la naissance d’instabilités dans cette région. Le problème est plus crucial à haute pression pour les décharges utilisées pour l’excitation des lasers, qu’à basse pression, principalement en raison du fait que de telles valeurs de champ électrique peuvent se rapprocher dangereusement des valeurs seuils de l’émission de champ à la cathode. Un modèle analytique a été utilisé pour décrire l’évolution de la zone cathodique dans une décharge électrique impulsionnelle pour un gaz de Ne haute pression. Pour démontrer la validité de ce modèle, les résultats trouvés ont été comparés avec ceux d’un modèle unidimensionnel longitudinal. Ces deux modèles se basent sur la résolution des équations de transport des électrons et des ions couplés à l’équation de Poisson, pour en déduire ensuite l’évolution spatio-temporelle du champ électrique et de la densité ionique.