Calculs analytiques des signaux d'absorption laser obtenus sur une vapeur de métaux produite par un faisceau électronique. Application à la mesure de la vitesse des atomes

C. Gonella; S. Chatain

doi:doi:10.1051/jp3:1996185

Numéro		J. Phys. III France Volume 6, Numéro 9, September 1996


Page(s)		1271 - 1282
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1996185

DOI: 10.1051/jp3:1996185
J. Phys. III France 6 (1996) 1271-1282

Calculs analytiques des signaux d'absorption laser obtenus sur une vapeur de métaux produite par un faisceau électronique. Application à la mesure de la vitesse des atomes

C. Gonella and S. Chatain

Direction du Cycle du Combustible, Département des Procédés d'Enrichissement, CEA Saclay, 91191 Gif sur Yvette Cedex, France

(Reçu le 11 janvier 1996, révisé le 22 mars et le 7 mai 1996, accepté le 7 juin 1996)

Abstract
We calculate the analytical shape of a laser absorption signal from the velocity distribution of metals atom which is fitted by a Gaussian. The neutral atoms are produced by a high evaporation rate of a liquid metallic target using a ponctual electron beam. When the absorption length increases, we demonstrate that the signal evolues from a Gaussian to a flat signal. In that case, we show that we can deduce the radial atomic velocity $V_{\rm R}$ in the beam from the half-height-width value $\Delta\nu_{1/2}$ of the signal using the following relation $V_{\rm R}=\lambda_{0}\Delta\nu_{1/2}/2\,{\rm\sin} \,\theta_{\rm M}$ . If we applied this equation to experimental absorption signal of a gadolinium vapour, the radial velocity values calculated are in good agreement with those measured by a time of flight technique.

Résumé
Nous calculons la forme analytique d'un signal d'absorption laser à partir de la distribution des vitesses des atomes d'un métal, distribution représentée par un gaussienne déplacée. Ces atomes neutres sont produits par l'évaporation intense d'une cible liquide métallique à l'aide d'un faisceau ponctuel d'électrons. Nous démontrons que le signal obtenu passe continûment d'une forme gausienne, pour une faible largeur d'absorption, à une courbe qui présente un plateau quand la largeur augmente. Dans cette situation, on montre qu'il est possible, à partir de la largeur à mi-hauteur du signal $\Delta\nu_{1/2}$ , de mesurer la vitesse radiale $V_{\rm R}$ des atomes du jet par la formule suivante : $V_{\rm R}=\lambda_{0}\Delta\nu_{1/2}/2\,{\rm\sin} \,\theta_{\rm M}$ . L'application de cette formule à des résultats expérimentaux acquis sur du gadolinium permet de retrouver des valeurs de la vitesse radiale cohérentes avec celles obtenues par une technique de mesure des temps de vol.