Distribution radiale de la densité électronique et de la densité des atomes excités dans une colonne de plasma produite par une onde de surface

Abstract

On détermine expérimentalement la distribution radiale de la densité des atomes excités dans une colonne de plasma d'argon produite par une onde de surface. Ces mesures sont réalisées en enregistrant directement par prospection radiale, soit l'émission des atomes excités, soit l'absorption que ces atomes produisent sur un rayonnement incident de référence. Suivant la pression du gaz (entre 50 et 350 mtorr) et la fréquence de l'onde de surface, les distributions radiales observées présentent une forme presque plate ou, au contraire, montrent un creux plus ou moins profond sur l'axe avec un maximum relatif situé au voisinage de la paroi. On explique ce comportement pour un niveau radiatif en montrant théoriquement que sa densité doit être proportionnelle à n(r) E2(r) où r est la position radiale, n(r), la densité électronique et E2(r), l'intensité du champ électrique de l'onde de surface. La même dépendance apparaît théoriquement et expérimentalement pour la densité d'un niveau métastable, lorsque la destruction de ce niveau est principalement assurée par collisions avec des atomes neutres. La distribution radiale des électrons n'est pas mesurée mais calculée. Bien que la production des électrons dépende localement de la forme du champ électrique de l'onde de surface, dans la mesure où la diffusion ambipolaire est le principal mécanisme de pertes des particules chargées, la distribution radiale des électrons s'écarte assez peu d'une fonction de Bessel J0