ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DU CHAUFFAGE D'UN PLASMA AU MOYEN D'UN LASER DE PUISSANCE

Résumé
La production et le chauffage par laser de plasmas de fusion nécessitent une bonne connaissance de l'interaction d'un faisceau laser de puissance avec un plasma dense. La densité électronique doit être proche de la densité critique pour laquelle la fréquence de l'onde est voisine de la fréquence plasma électronique. Nous décrivons quelques résultats obtenus dans ces conditions lorsque l'on focalise sur un plasma dense le faisceau d'un laser CO₂. Le plasma cible a une densité de 8 à 9 × 10¹⁸ e/cm^-3 et une température initiale de 10 eV. On étudie l'absorption et les variations de température du plasma en fonction du flux lumineux. Dans le régime des faibles flux (inférieurs à 10¹⁰ W/cm²), les résultats sont en accord avec le mécanisme classique de Bremsstrahlung inverse. Pour des flux plus élevés, les calculs montrent que, dans l'expérience proposée, l'absorption aura essentiellement pour origine les mécanismes anormaux dus aux instabilités paramétriques et que les conditions expérimentales se prêtent à l'observation des processus de rétrodiffusion prévus par Rosenbluth. La mise en évidence expérimentale se poursuit et nécessite le développement de lasers plus puissants qui sont actuellement en cours de réalisation.

Abstract
The realisation of laser produced and heated fusion plasma requires a good knowledge of the interaction of high power laser beam with plasmas near critical density where the plasma frequency is equal to the frequency of the laser. We present some results obtained under these conditions where a CO₂ laser is focussed in a high, density plasma. The target plasma has an electronic number density of 8-9 × 10¹⁸ e/cm^-3 and an initial temperature of 10 eV. We study absorption and temperature variation as a function of laser flux in the plasma. In the low flux regime (< 10¹⁰ W/cm²) the experimental results are in agreement with absorption due to Inverse Bremsstrahlung. For higher flux calculations show that in the proposed experiment absorption will be significant only in the case of an anomalous mecanism due to the onset of parametric instabilities induced by the laser. Experimental conditions will permit also the observation of back scattering as predicted by Rosenbluth when sufficiently high laser flux will be reached.