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Theses

Incoherent Thomson scattering investigations in Hall thruster, planar magnetron and ECR ion source plasmas

Résumé : La diffusion Thomson incohérente (DTI) est l’une des techniques les plus fiables pour sonder les propriétés électroniques d’un plasma. Des informations clés (densité, température, vitesse de dérive et FDEE) peuvent être obtenues par analyse de l’intensité et de la distribution spectrale de la lumière diffusée sur les électrons libres. Cette technique est non perturbative, permet de bonnes résolutions spatiotemporelles et peut être appliquée dans des régions magnétisées du plasma. Pourtant, l’implémentation de diagnostiques de DTI dans les plasmas bas températures pose un défi en raison des faibles densités plasma. Cette thèse se concentre sur le développement et l’application d’un nouveau diagnostic DTI. Un nouveau type de filtre notch est utilisé pour atténuer la lumière parasite (provenant de la diffusion de Rayleigh et des réflexions laser) et faciliter la détection du signal de diffusion Thomson. Ce composant a permis le développement d’un diagnostic, nommé THETIS, à la fois sensible et compact pour étudier trois sources plasmas magnétisés basse température fonctionnant à basse pression. Un magnétron plan a été étudié en régime continu (DCMS) et pulsé (HiPIMS), ces investigations ont permis l’extraction de profils spatiotemporels des propriétés électroniques. Cette étude s’est concentrée sur l’influence du type de gaz, du taux de répétition et de l’intensité du champ magnétique. Une source d’ions ECR a également été étudiée en régime pulsé et continu. L’influence du type de gaz, de la pression et de la puissance a été étudiée. En plus de l’étude de la dynamique électronique en régime pulsé, l’analyse de l’émission du plasma a permis de suivre les processus d’excitation et ionisation. Enfin, les propriétés électroniques selon les directions radiales et azimutales de propulseurs à effet Hall dans les configurations “standard” et “écrantage magnétique” ont été étudiées. L’influence du champ magnétique et des conditions de décharge ont été étudiées. Ce travail a révélé non seulement la présence d’anisotropies dans les propriétés des électroniques, mais également la présence de forte température dans les régions magnétisées du plasma du propulseur couplées à des FDEE fortement non maxwelliennes. Les résultats des travaux de cette thèse contribuent à la meilleure compréhension de ces plasmas et ouvrent une nouvelle voie pour leur modélisation et développement.
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https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-02466976
Contributor : Benjamin Vincent <>
Submitted on : Monday, May 11, 2020 - 9:51:50 AM
Last modification on : Thursday, May 14, 2020 - 1:27:24 AM

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Benjamin-VINCENT.pdf
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  • HAL Id : tel-02466976, version 2

Citation

Benjamin Vincent. Incoherent Thomson scattering investigations in Hall thruster, planar magnetron and ECR ion source plasmas. Plasma Physics [physics.plasm-ph]. Université d'Orléans, 2019. English. ⟨tel-02466976v2⟩

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