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Leyssenne, Estelle. Analyse de la phase d'excitation des décharges à barrière diélectriques (DBD) dans le xénon : rôle des états excités supérieurs

Leyssenne, Estelle (2013). Analyse de la phase d'excitation des décharges à barrière diélectriques (DBD) dans le xénon : rôle des états excités supérieurs.

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Résumé en francais

Les décharges à barrières diélectriques (DBD) dans le xénon sont très prisées du fait de leur excellent rendement et de l'intensité de leurs émissions lumineuses dans une bande UV étroite à basse température. Ces décharges ont des domaines d'application très variés : dépôts de matériaux, traitements de surfaces, destruction de polluants ou encore décontamination… Les lampes à excimères réalisées à l'aide de DBDs dans le xénon, à pression proche de la pression atmosphérique, sont de plus en plus utilisées dans l'industrie comme source VUV ou comme source de lumière visible en présence d'un luminophore. A ces pressions, ces décharges sont généralement multi-filamentaires. Cependant l'étude d'une décharge mono-filamentaire (MF-DBD), plus adaptée à l'analyse cinétique, permet de mieux comprendre le fonctionnement de ces DBD. C'est la raison pour laquelle, durant ces dernières années, notre équipe a effectué la caractérisation électrique, spectroscopique et cinétique des MF-DBD dans le xénon alimentées en régime sinusoïdal. Ces études se sont limitées aux rayonnements VUV entre 130 et 180 nm, et ce, pour une distance inter-électrodes de 2 mm. Ces travaux ont permis d'élaborer un schéma cinétique des états Xe(6s), responsables du rayonnement VUV après la phase d’excitation. En revanche, le rôle des états supérieurs (à l'origine des émissions visibles) n'a pu être exploré, le dispositif expérimental n’étant pas adapté. C'est dans la continuité de ces études que se situe ce travail. Dans notre cas, l'analyse spectroscopique concerne le rayonnement proche ultraviolet, visible et proche infrarouge, la DBD opérant sous excitation sinusoïdale et à distance inter-électrodes variable. Le dispositif expérimental ayant été modifié, nous avons dû reprendre la caractérisation électrique afin de comparer nos résultats à ceux obtenus précédemment. Toute l'originalité de ces travaux réside dans l'identification expérimentale des termes sources de production des états Xe(6s) et des voies de peuplement de ces derniers. Nous avons eu recours à la spectroscopie d'émission et à l'enregistrement des déclins temporels des transitions atomiques les plus intenses dans le visible, notamment à 823 et 828 nm. De cette analyse, nous avons pu mettre en exergue le rôle des états Xe(6p[1/2]0) et Xe(6p[3/2]2) pendant la phase initiale d'excitation. L'étude cinétique n'a pu être effectuée à partir de l'analyse temporelle des transitions visibles, la désexcitation des états Xe(6p) étant trop rapide. Nous avons dû recourir à l'excitation sélective du xénon neutre (en absence de décharge) par absorption multi-photonique. Ainsi, une meilleure analyse de la désexcitation des états Xe(6p) a permis d'obtenir les constantes de réaction et de proposer un schéma cinétique concernant ces états Xe(6p). Une modélisation 0-D complète la compréhension des principaux mécanismes ayant lieu dans ces décharges à barrières diélectriques.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Leyssenne, Estelle
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Décharges à barrières diélectriques - Spectroscopie d'émission - Continuum - Caractérisation électrique - Constantes de collisions-Xénon - Excitation multi-photonique - Excimères - Déclin de luminescence
Sujets :Physique
Déposé le :11 Mar 2014 16:10