Le présent mémoire de maîtrise a pour but de jeter les bases sur la physique des plasmas micro-ondes en régime pulsé dans l’argon à la pression atmosphérique. Pour cela, nous avons utilisé une photodiode nous permettant d’acquérir l’émission globale du plasma pour différentes positions du tube où celui-ci détient trois types d’évolutions.
La partie croissante, où nous avons observé un retard d’allumage du plasma qui augmente en s’éloignant de l’excitateur. Nous l’avons estimé en dérivant l’émission du plasma afin d’en obtenir ensuite une vitesse de front d’ionisation. Cette méthode de dérivée nous a permis également de constater que l’émission plasma détient un comportement exponentiel en croissance d’émission où nous avons pu en extraire des coefficients homogènes à des fréquences pour chacune des positions. Nous en avons ensuite interprété sous l’appui d’une mise en équation de l’émission plasma que la partie croissante est fortement sensible en début d’ignition, au chauffage des électrons Te(t) et à la multiplication électronique ne(t) puis tardivement au chauffage du gaz Tg(t).
Ensuite, la partie stationnaire, pour laquelle nous avons remarqué que la densité électronique ne(z) est fortement dépendante de l’émission intégrée le long du tube. En parallèle, nous avons eu recours à la spectroscopie d’émission optique afin d’en déterminer Tg(z) où nous avons constaté que celui-ci est sensible au rapport cyclique.
Enfin, la partie décroissante, où nous avons constaté un pic d’émission plasma au moment de l’extinction du plasma où nous avons supposé qu’il fût associé à la recombinaison radiative des dimères de l’argon Ar2+ avec les électrons. De même que pour la phase d’allumage, la dérivée et la mise en équation de l’émission plasma, nous a permis d’interpréter qu’après l’extinction du plasma, nous avons en première partie Te(t) et ne(t) qui contribuent fortement pour ensuite se terminer sur une décroissance exponentielle lente que nous avons associée à Tg(t). / The present master thesis aims to develop the foundations for the physics of pulsed microwave
plasmas in argon at atmospheric pressure. For this, we used a photodiode allowing us to acquire
the global plasma emission for different positions of the tube where it has three types of evolution.
The increasing part, where we observed a plasma ignition delay which increases away from the
exciter. We estimated it by deriving the emission from the plasma in order to then obtain an
ionization front velocity. This derivative method also allowed us to see that the plasma emission
has an exponential behavior in emission growth where we were able to extract homogeneous
coefficients at frequencies for each of the positions. We then interpreted, with the support of an
equation of the plasma emission, that the increasing part is highly sensitive at the start of ignition,
to the heating of the electrons Te(t) and to the electronic multiplication ne(t) then later on heating
the gas Tg(t).
Then, the stationary part, for which we noticed that the electron density ne(z) is strongly dependent
on the emission integrated along the tube. In parallel, we used optical emission spectroscopy to
determine Tg(z) where we found that it is sensitive to the duty cycle.
Finally, the decreasing part, where we observed a peak of plasma emission at the time of the
extinction of the plasma where we supposed it to be associated to the radiative recombination of
the dimers of argon Ar2+ with electrons. As for the ignition phase, the derivative and the equation
of the plasma emission allowed us to interpret that after the extinction of the plasma, we have in
the first part Te(t) and ne(t) which contribute strongly, and then end in a slow exponential decay
that we have associated with Tg(t).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/27512 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Maris, Raphaël |
| Contributors | Stafford, Luc |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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