Les impulsions électromagnétiques ultracourtes : espace-temps et rayonnement

Auteur(s) :

Éloy, Jean-François Découvrir l'auteur

Résumé

L'étude des impulsions électromagnétiques ultracourtes et leurs interactions avec la matière est d'un intérêt croissant dans les domaines de la science et de la technologie, en raison des potentialités d'applications de telles impulsions qui permettent de révéler les propriétés transitoires de phénomènes physiques dans tous les milieux solides, liquides gazeux et plasmas.

Éditeur(s)
- Lavoisier
- Hermès science publications
Date
- 2004
Langues
- Français
Description matérielle
- 537 p. ; 24 x 16 cm
Sujet(s)
- Ondes électromagnétiques
- Électromagnétisme
ISBN
- 2-7462-0923-3
Indice
- 535.2 Optique physique, spectroscopie, laser
Quatrième de couverture
- Le sujet des impulsions électromagnétiques ultracourtes et de leurs interactions avec la matière est d'un intérêt croissant, à la fois scientifique et technique. Cela est dû à leurs applications potentielles qui s'étendent depuis l'étude des phénomènes dynamiques transitoires jusqu'aux propriétés physiques intrinsèques de toutes les sortes de matériaux et variétés de milieux physiques soumis à des conditions extrêmes de radiations électromagnétiques. Cet intérêt résulte de la soif et du désir de progrès dans la compréhension et la connaissance des systèmes atomiques, moléculaires, photoniques, électroniques, magnétiques, et biologiques. Par ailleurs, les impulsions électromagnétiques ultracourtes produisent des plasmas hyperdenses et des rayonnements de toutes les longueurs d'onde et énergies.
  Leurs propriétés spécifiques peuvent conduire à de nouvelles découvertes scientifiques majeures et aux développements de nouvelles technologies utilisables en recherche appliquée et fondamentale pour faire avancer la science.
  Les domaines concernés par ces nouvelles connaissances sont plus particulièrement la biochimie, la biologie, la cristallographie, la physique des surfaces, des plasmas et nucléaire.
Tables des matières
- - Les impulsions électromagnétiques ultracourtes
  - Espace-temps et rayonnement
  - Jean-François Eloy
  - Hermes Science publications
  - Avant-propos 11
  - Chapitre 1. Introduction 19
  - 1.1. Les ondes électromagnétiques21
  - 1.2. Le concept de cohérence26
  - 1.3. Le domaine espace-temps et approche temps-fréquence33
  - 1.4. Les sources de lumière cohérente laser36
  - 1.5. L'interaction laser-matière41
  - 1.5.1. L'absorption47
  - 1.5.2. Les effets : génération et émission de particules50
  - 1.6. Les impulsions électromagnétiques ultracourtes à ultralarge bande55
  - 1.6.1. Missile électromagnétique57
  - 1.6.2. Génération d'impulsions ultracourtes de rayons-X59
  - 1.7. Les sources de rayonnement synchrotron60
  - 1.8. Les domaines d'applications de l'interaction des ondes électromagnétiques ultracourtes avec la matière64
  - 1.8.1. Applications en instrumentation de diagnostic64
  - 1.8.2. Applications comme nouvelles sources d'énergie électromagnétique de puissance69
  - Chapitre 2. Génération et interaction des impulsions électromagnétiques ultracourtes avec la matière 79
  - 2.1. Approches théorique et analytique79
  - 2.1.1. Approche dynamique des effets des impulsions ultracourtes par analyse de Fourier81
  - 2.1.1.1. Effets électro-optiques88
  - 2.1.1.2. Phénomène de survitesse électronique (ou overshoot, en terminologie anglo-saxonne)92
  - 2.1.1.3. Effets de génération d'harmoniques d'ordre élevé98
  - 2.1.1.4. Effets d'émission de rayons-X et gamma par interaction des faisceaux laser de haute puissance101
  - 2.1.1.5. Effets d'émission de rayonnement synchrotron102
  - 2.1.1.6. Auto-amplification d'émission spontanée de rayonnement (AAES)103
  - 2.1.2. Représentations analytiques alternatives des impulsions ultracourtes103
  - 2.1.2.1. Localisation dans le temps, type représentation de Gabor104
  - 2.1.2.2. Méthode des ondelettes105
  - 2.1.2.3. Méthode symbolique inverse108
  - 2.1.3. Etudes analytiques et numériques de cas particuliers de propagation d'impulsions ultracourtes114
  - 2.1.4. Principe de compression d'impulsions optiques et de rayons-X116
  - 2.1.4.1. Première étape : l'étirement temporel du paquet d'ondes118
  - 2.1.4.2. Seconde étape : la compression temporelle proprement dite119
  - 2.2. Tendances en instrumentation pour la génération des impulsions ultracourtes et le traitement du signal123
  - 2.2.1. Dans le domaine des fréquences micro-ondes125
  - 2.2.1.1. Systèmes opto-électroniques pour la génération d'impulsions électromagnétiques ultracourtes125
  - 2.2.1.2. Photocommutateurs rapides comme générateur d'impulsions ultracourtes micro-ondes127
  - 2.2.1.3. Mesures en espace libre dans le domaine temporel, d'antenne opto-électronique pulsée144
  - 2.2.1.4. Générateurs d'impulsions micro-ondes de puissance154
  - 2.2.1.5. Propagation des impulsions type fonction-Delta dans les milieux dispersifs avec ou sans perte156
  - 2.2.1.6. Traitement de données des signaux EM à ultralarge bande162
  - 2.2.2. Dans le domaine des fréquences infrarouges et visibles164
  - 2.2.2.1. Méthodes de mesures avec impulsion de référence165
  - 2.2.2.2. Méthodes de mesures sans impulsion de référence166
  - 2.2.3. Dans le domaine de fréquences des rayons-X170
  - 2.2.3.1. Différents processus physiques de génération d'impulsions ultracourtes de rayons-X170
  - 2.2.3.2. Méthodes de mesures des impulsions ultracourtes de rayons-X : Spectroscopie de rayons-X résolue en temps181
  - 2.3. Principes d'application des impulsions ultracourtes à large bande183
  - 2.3.1. Diagnostics pour les mesures résolues en temps184
  - 2.3.1.1. Dans le domaine des fréquences micro-ondes et submillimétriques184
  - 2.3.1.2. Dans le domaine des fréquences infrarouges et visibles189
  - 2.3.1.3. Dans le domaine des rayons-X193
  - 2.3.2. Nouveau concept de générateur d'impulsions ultracourtes de rayons-X pour applications aux études de plasma ou autres domaines196
  - 2.3.3. Applications potentielles pour les études dynamiques en biologie et biochimie201
  - Chapitre 3. Interactions impulsions ultracourtes : lasers et matière 205
  - 3.1. Fusion nucléaire et plasmas produits par laser210
  - 3.1.1. Fusion et énergie nucléaires : sommaire des Relations Fondamentales211
  - 3.1.1.1. Fusion nucléaire par confinement magnétique214
  - 3.1.1.2. Fusion nucléaire par confinement inertiel électrostatique215
  - 3.1.1.3. Fusion nucléaire par confinement inertiel induit par Laser, FCIL216
  - 3.1.2. Caractéristiques d'un plasma résultant de son interaction avec le rayonnement électromagnétique laser224
  - 3.1.2.1. Le plasma induit par laser224
  - 3.1.2.2. Echelles de temps et paramètres physiques226
  - 3.1.2.3. Mouvement des particules chargées dans un plasma produit par laser229
  - 3.1.2.4. Rayonnement électromagnétique et propagation d'ondes de choc conduisant au confinement inertiel par impact laser232
  - 3.1.2.5. Principe du confinement inertiel par laser249
  - 3.1.3. Lasers de puissance et leurs interactions258
  - 3.1.3.1. Cavités optiques pour oscillateurs laser259
  - 3.1.3.2. Pompage Optique263
  - 3.1.3.3. Obtention de puissance-crête laser élevée par mode déclenché269
  - 3.1.3.4. Amplificateur de lumière laser à l'état solide271
  - 3.1.3.5. Chaîne d'amplification laser274
  - 3.1.3.6. Convertisseur de fréquences laser276
  - 3.1.4. Cible pour confinement inertiel par rayons-X produits par plasma-laser278
  - 3.1.5. Architecture de chaînes laser et installation à multibras laser280
  - 3.1.6. Diagnostics de rayons-X et de plasmas produits par laser284
  - 3.1.6.1. Instruments optiques285
  - 3.1.6.2. Diagnostics de rayons-X285
  - 3.1.6.3. Diagnostics de particules285
  - 3.1.7. Projets de programmes laser nationaux pour le confinement inertiel289
  - 3.2. Impulsions laser ultracourtes et interactions avec la matière294
  - 3.2.1. Montée en puissance du laser petawatt : les lasers du futur297
  - 3.2.1.1. Perspectives sur les nouveaux lasers de pompe pour laser femtoseconde298
  - 3.2.1.2. Perspectives sur les nouveaux systèmes de pompage par diode pour laser femtoseconde [GEO 01]298
  - 3.2.1.3. Les nouvelles chaînes laser femtosecondes de haute intensité300
  - 3.2.2. Aspect temporel des interactions laser ultracourtes d'intensité élevée302
  - 3.2.2.1. Interactions des impulsions laser ultracourtes avec la matière305
  - 3.2.2.2. Interactions des impulsions laser ultracourtes à intensité élevée312
  - 3.2.3. Applications de l'interaction des impulsions ultracourtes laser à faible énergie320
  - 3.2.3.1. Interaction laser-matière à faible énergie en régime thermique321
  - 3.2.3.2. Interaction laser-matière à faible énergie en régime non linéaire324
  - 3.2.4. Concepts avancés de diagnostics pour plasmas-laser intégrant des générateurs d'impulsions ultracourtes de rayons-X327
  - 3.2.5. Diverses autres applications d'interactions laser à échelle réduite328
  - 3.2.6. Plasmas produits par laser associé à des sources de rayonnement synchrotron329
  - Chapitre 4. Aspects temporels des sources de rayonnement synchrotron. Interaction d'impulsions ultracourtes de rayons-X avec la matière 335
  - 4.1. Nouveaux développements et tendances en instrumentation et optiques de rayons-X339
  - 4.1.1. Nouveau concept de sources de rayons-X pour la génération d'impulsions ultracourtes339
  - 4.1.2. Possible dérive de fréquence et possibilité de compression d'impulsions de rayonnement synchrotron344
  - 4.1.3. Structure temporelle de la source de l'Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (ESRF)348
  - 4.1.3.1. Rappel des bases théoriques de l'émission et de la propagation du rayonnement synchrotron350
  - 4.1.3.2. Dépendance spatiotemporelle des amplitudes et phases du champ électrique généré par un paquet d'électrons relativistes déviés par un aimant de courbure, type dipôle magnétique352
  - 4.1.3.3. Instrumentation de spectroscopie résolue en temps appliquée à la mesure de faisceau de rayonnement synchrotron356
  - 4.1.3.4. Exemple de mesures du décalage temps-espace effectuées sur la ligne de lumière BM5 à l'ESRF361
  - 4.1.3.5. Méthode de traitement des données appliquée aux impulsions de rayonnement synchrotron sur des signaux discriminés en temps364
  - 4.1.4. Nouvelles méthodes de mesure spectroscopique de rayonnement synchrotron résolues en temps par une technique d'anticorrélation371
  - 4.1.4.1. Principe d'échantillonnage appliqué à des mesures temporelles d'impulsions de rayons-X372
  - 4.1.4.2. Echantillonneur optique pour faisceau de rayons-X durs373
  - 4.1.4.3. Projet d'un dispositif optique expérimental pour l'application du principe de mesures par anticorrélation aux rayons-X377
  - 4.1.4.4. Caractéristiques des détecteurs rapides pour la mesure des impulsions de rayons-X durs379
  - 4.2. Modulation temporelle des faisceaux de rayons-X pour les études dynamiques en biologie, biochimie et médecine381
  - 4.2.1. Aspects instrumentaux avancés concernant les sources de rayonnement synchrotron385
  - 4.2.2. Perspectives d'applications : nouveaux domaines d'intérêt pour les impulsions ultracourtes de rayonnement synchrotron391
  - 4.2.2.1. En cristallographie391
  - 4.2.2.2. En physique atomique et moléculaire396
  - 4.2.2.3. En physique nucléaire des particules397
  - 4.2.2.4. En physique des surfaces399
  - 4.2.2.5. En médecine400
  - 4.2.2.6. En femtochimie404
  - 4.2.2.7. En physique des plasmas405
  - Solutions des exercices 409
  - Conclusion 427
  - Remerciements 431
  - Glossaire 433
  - Symboles, préfixes, et abréviations 437
  - Symboles grecs 449
  - Abréviations et acronymes 457
  - Bibliographie 461
  - Index 495
  - Lexique technique français-anglais 525
Origine de la notice:
- Electre