Dissertations / Theses on the topic 'Laser excitation'
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1
Mazzotta, Z. "POSITRONIUM LASER EXCITATION IN THE AEGIS EXPERIMENT." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2017. http://hdl.handle.net/2434/468556.
Full textAbstract:
The AEgIS experimental program on antimatter systems involves the formation of antihydrogen
atoms for gravitational and CPT studies. One of the key ingredients of the
AEgIS strategy for the synthesis of antihydrogen atoms is the creation and manipulation
of Positronium (Ps) atoms laser excited to Rydberg states (n > 15).
In AEgIS, Ps is produced in bunched mode and the Rydberg excitation is achieved with
a two laser pulse technique, by passing through a n = 3 intermediate level. Because
excitation on Ps n = 3 state has never been proposed before, in AEgIS a dedicated experimental
apparatus and several detection strategies have been studied in order to observe
the first measurement ever on this interesting process. In this work we present and discuss
the experimental findings about the successful Ps n = 3 excitation.
Moreover, in this thesis, a study of the impact of involved nonlinear processes on the
excitation efficiency of a Doppler broadened atomic cloud is carried out. Presented simulation
results show that, by exploiting properly nonlinear processes in the generation of
the desired wavelength, it is possible to improve the excitation efficiency of a laser pulse.
It is crucial, in AEgIS, the use of a periodically poled crystal in quasi phase matching
regime. This gives a broadband continuous output spectrum whose wings survive to the
spectral cutting of the last nonlinear crystal of the chain (which has insufficient spectral
acceptance). This means that, at high laser energies, these wings can be amplified and
the spectrum gaps can be filled in, leading to high reachable saturation efficiencies. On
the contrary, in a laser pulse with a comb-shaped spectrum with a Gaussian envelope,
both wings and gaps drop rapidly to zero, and amplification hardly occurs at usually
employed energy regimes.
The presented model is finally used to fit AEgIS Ps n = 3 excitation experimental data.
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Xu, Bingwei. "Control of multiphoton molecular excitation with shaped femtosecond laser pulses." Diss., Connect to online resource - MSU authorized users, 2008.
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3
Leclerc-Perron, Jérôme. "Laser à miroirs de Bragg à excitation impulsionnelle." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26485.
Full textAbstract:
L’émergence des verres dopés à l’erbium a permis le développement d’une multitude d’applications. Toutefois, plusieurs de ces applications comme le LIDAR, la spectroscopie infrarouge et la génération de radiation infrarouge pour les oscillateurs paramétriques optiques pourraient bénéficier d’un milieu possédant une large plage de gain au-delà de celle offerte par l’erbium. C’est ce que permet le thulium avec sa plage de gain s’étalant de 1.7 μm à 2.1 μm. Entraînés par les succès de l’erbium pour la production d’impulsions, plusieurs chercheurs transposent les concepts développés pour l’erbium vers le thulium. Parmi les différentes méthodes de conception d’une cavité laser, les cavités linéaires à rétroaction distribuée ou à miroirs de Bragg permettent la mise en place d’un laser monolithique de très petite taille. Selon le schéma de pompage, il est possible d’opérer un tel laser en régime continu tout comme en régime impulsionnel. Ce document présente la mise en application d’un laser à fibre dopée thulium muni d’une cavité linéaire avec miroirs de Bragg. Dans un premier temps, nous présentons le modèle utilisé pour effectuer la simulation du comportement dynamique du laser. Ce modèle permet d’implémenter un algorithme de simulation numérique capable de prendre en considération l’excitation impulsionnelle, les effets dispersifs induits par le réseau de Bragg et les effets non linéaires intrinsèques à la fibre optique. Ensuite, on présentera la caractérisation des différentes composantes nécessaires à la réalisation du laser au thulium, notamment l’amplificateur à l’erbium pour la production d’impulsions pompe de haute énergie pour l’excitation impulsionnelle du laser à fibre dopée thulium. Enfin, on présentera les performances du laser muni de miroirs de Bragg qu’on comparera aux résultats de simulations numériques.The emergence of erbium doped glasses has allowed the development of many technologies. However, applications such as LIDAR, infrared spectroscopy and infrared sources for optical parametric oscillators all benefit from having a wide gain bandwidth farther in the infrared than what erbium doped glasses allow. Thulium has shown to be a good candidate for such applications due to its wide gain bandwidth ranging from 1.7 μm to 2.1 μm. Inspired by the success in laser pulse generation from erbium doped media, many researchers decided to apply the knowledge acquired from erbium doped laser sources to thulium doped laser sources. We chose to use a linear distributed Bragg reflector cavity, which allows us to implement a monolithic laser of a very small size. Depending on the pumping scheme, it is possible to operate this laser in a CW regime as well as in a pulsed regime. This document details the implementation of a thulium doped fiber laser in a linear cavity with distributed Bragg reflectors. We first develop the theoretical model used for the simulation of our laser’s dynamics. This model allows us to implement numerical simulations able to treat pulsed pumping, dispersive effects induced by the fiber Bragg grating and intrinsic nonlinear effects. We then characterize the erbium-ytterbium doped phosphate fiber amplifier used to generate pump pulses, along with the other components of the thulium doped fiber laser cavity. The numerical model is then validated by comparing numerical simulations to experimental results obtained from our thulium doped laser.
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Comet, Maxime. "Excitation du 201 Hg dans les plasmas produits par laser." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0458/document.
Full textAbstract:
L'utilisation des lasers de puissance permet l'étude des propriétés de la matière dans des conditions extrêmes de température et de densité. En effet, l'interaction d'un laser de puissance sur une cible créée un plasma dont la température est suffisamment grande pour atteindre des degrés d'ionisation élevés. Ces conditions peuvent permettre, via divers processus, d'exciter le noyau dans un état nucléaire et notamment dans un état isomère. Un noyau d'intérêt pour étudier ces phénomènes est le 201 Hg. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du dimensionnement d'une expérience visant la mise en évidence de l'excitation du 201 Hg dans un plasma laser.La première partie de ce manuscrit présente la détermination des taux d'excitation nucléaire dans les plasmas. Depuis une dizaine d'années les taux d'excitation sont déterminés en utilisant le modèle de l'atome moyen. Afin de valider ce modèle, un code, appelé ADAM (Au-Delà de l'Atome Moyen), a été développé afin de calculer le taux d'excitation nucléaire en DCA (Detailed Conguration Accounting). Il nous permettra d'en déduire un domaine thermodynamique en température et densité où les taux d'excitation déterminés avec le modèle de l'atome moyen sont pertinents.La deuxième partie présente le couplage des taux d'excitation nucléaire avec un code hydrodynamique afin d'en déduire, pour différentes intensités laser, le nombre de noyaux qu'il serait possible d'exciter par tir laser. Enfin, dans une dernière partie,les premières approches expérimentales qui serviront au dimensionnement d'une expérience sur une installation laser sont présentées. Ces approches sont basées sur la détection et la détermination de la quantité d'ions multichargés obtenue loin de la cible (~80 cm). Pour cela, un déviateur électrostatique a été utiliséThe use of high power lasers allows the study of the properties of matter in extremeconditions of temperature and density. Indeed, the interaction of a power laser and atarget creates a plasma in which the temperature is high enough to reach important degrees of ionization. These conditions can allow the excitation of the nucleus. Anucleus of interest to study the processes of nuclear excitation is the 201 Hg. Thiswork aims to design an experiment where the 201 Hg excitation will be observed in aplasma produced by a high power laser. The first part of this manuscript presents the calculation of the expected nuclear excitation rates in the plasma. For about ten years, nuclear excitation rates have been calculated using the average atom model. To validate this model a code named ADAM (french acronym for Beyond The Average Atom Model) was developed to calculate the nuclear excitation rates under the DCA (Detailed Configuration Accounting) hypothesis. ADAM allows us to deduce the thermo dynamical domain where the nuclear excitation rates determined with the average atom model are relevant. The second part of this manuscript presents the coupling of the excitation rate calculation with a hydrodynamic code to calculate the number of excited nuclei produced in one laser shot for different laser intensity. Finally, in the last part, first experimental approaches which will be used to design an experiment on a laser installation are presented. These approaches are based on the detection and determination of the amount of multicharged ions obtained far from the target (~80 cm). For this purpose, an electrostatic analyzer was used
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Papastathopoulos, Evangelos. "Adaptive control of electronic excitation utilizing ultrafast laser pulses." Doctoral thesis, [S.l. : s.n.], 2005. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=975015184.
Full text
6
Tojira, Opas. "Single-molecule fluorescence spectroscopy : Implementation of alternating-laser excitation." Thesis, University of Leeds, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.531514.
Full text
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Han, T. P. J. "Solid state spectroscopy: laser selective excitation studies of neodymium." Thesis, University of Canterbury. Physics, 1988. http://hdl.handle.net/10092/7972.
Full textAbstract:
When trivalent rare earth (RE³⁺) ions are introduced into the alkaline earth fluoride, they substitute for the divalent cation and some form of charge compensation is required for the crystal to maintain charge neutrality. A wide variety of symmetry configurations can be produced depending on the charge compensator(s) and the rare earth ion(s) in the lattice. The selective laser excitation technique was used to determine the symmetry of the various dopant centres in CaF₂ and Sr F₂ doped with Nd³⁺ ions; both before and after hydrogenation treatment.
Previously unassigned energy levels of F¯ charge compensating centres of tetragonal and orthorhombic symmetry in CaF₂ : Nd³⁺ and SrF₂ : Nd³⁺ have been identified by the energy upconversion processes. The upconversion mechanisms for the tetragonal centre are attributed to be dominated by the sequential two photon excitation process (STEP), whereas the two orthorhombic centres are attributed to be dominated by the phonon-assisted energy transfer upconversion process (ETU).
The hydrogenic analogues of the well established tetragonal centre in CaF₂ : Nd³⁺ and SrF₂ : N d³⁺, and other hydrogenic charge compensating centres were studied. The fluorescence of some of the multiple charge compensating hydrogenic centres were found to exhibit 'bleaching' behaviours. These effects are attributed to the migration of the hydrogenic ions adjacent to the rare earth ion.
For the tetragonal centres, the C₄v irreducible representation designations of the crystal field levels were identified by their intensity variations in the polarisation studies.
Energy transfer between the rare earth ions within a cluster centre was established by studying the M' centres in the CaF₂ : Nd³⁺ co-doped with Ce³⁺, Gd³⁺ or Yb³⁺ rare earth ions. These multiple rare earth ion centres also exhibit energy upconversion processes similar to those observed for the orthorhombic centres in CaF₂ : Nd³⁺.
Crystal field analyses have been carried out for the tetragonal centres observed in CaF₂ : Nd³⁺ and SrF₂ : Nd³⁺ and a simplified superposition model was used to analyse the distortions in these centres. The crystal field results are in satisfactory agreement with the experimental data and predicted the experimentally unobserved Z₄ energy level for the various C₄v centres.
8
Deller, Adam. "Positron accumulation and laser excitation of the positronium atom." Thesis, Swansea University, 2013. https://cronfa.swan.ac.uk/Record/cronfa42868.
Full text
9
Lenain, Bruno. "Microspectrofluorimétrie à excitation laser et détection multicanale : instrumentation - possibilités - applications." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10047.
Full text
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Sille, E. C. "A study of the zinc segmented plasma excitation and recombination laser." Thesis, University of Essex, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.371870.
Full text
11
Reeves, Roger J. "Laser selective excitation of praseodymium ions in hydrogenated fluorite crystals." Thesis, University of Canterbury. Physics, 1987. http://hdl.handle.net/10092/8218.
Full textAbstract:
The techniques of laser selective excitation have been successfully applied to study the multitude of spectroscopic sites present in hydrogenated SrF₂:Prᶾ⁺and CaF₂:Prᶾ⁺ crystals. Many optical transitions of the tetragonally sited Prᶾ⁺ions have been characterised using well defined polarisation rules, and comprehensive sets of energy levels have been established. For the hydrogenic C₄ᵥ Prᶾ⁺sites, the predictions of a single frequency multiphonon relaxation theory show excellent agreement with the results of a temporal study of these sites. The results show that the relaxation of the Prᶾ⁺electronic system is entirely determined by the hydrogenic ion local mode phonons.
Several low symmetry hydrogenic Prᶾ⁺centres show the, new to inorganics, property of reversible bleaching. Two mechanisms have been identified, where a photoproduct is formed with a different site orientation or at a different excitation wavelength. Site configurations have been developed that successfully account for many of the observed bleaching effects.
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Rebello, Jagdish Hilary Diago. "Synthesis of Diamond by Selective Laser Excitation of Gaseous Precursors /." The Ohio State University, 1995. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487928649986997.
Full text
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Modoran, Georgia C. "Intense field electron excitation in transparent materials." Columbus, Ohio : Ohio State University, 2005. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1133273960.
Full text
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Durrani, Sardar Mohammad Ayub. "Optimization of RF discharges for excitation of CO2 lasers." Thesis, Heriot-Watt University, 1988. http://hdl.handle.net/10399/986.
Full text
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Wokosin, David Lee. "Characterisation of excitation mode and dose for laser scanning fluorescence microscopy." Thesis, University of Strathclyde, 2004. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.415298.
Full text
16
Volfbeyn, Pavel S. "Experimental studies of laser guiding and wake excitation in plasma channels." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1998. http://hdl.handle.net/1721.1/50010.
Full text
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Villa, F. "LASER SYSTEM FOR POSITRONIUM EXCITATION TO RYDBERG LEVELS FOR AEGIS EXPERIMENT." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2012. http://hdl.handle.net/2434/168730.
Full textAbstract:
This work was developed in the framework of the Aegis (Antimatter Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) experiment. Aegis goals are to perform experimental fundamental research on antihydrogen. Its first goal is a direct measurement of gravity acceleration g of the Earth on antimatter with a precision of 1%. This experiment is being developing at Antiproton Decelerator (AD) at CERN.
In order to measure g on antihydrogen, we measure the free fall of a bunch of atoms for some decimeters of propagation using a Moiré deflectometer. The antihydrogen is produced from antiprotons, accumulated from the beam of AD, via a charge-exchange reaction with positronium excited to Rydberg levels. The cross section of this reaction is a function of the fourth power of positronium principal quantum number. The positronium atoms are generated in a porous silica target from a bunch of positrons generated by a 22Na radioactive source and accumulated in a Surko trap. The positronium is then excited to Rydberg levels by the laser system we developed in this thesis.
We proposed an incoherent two step laser excitation: the first step from ground level to n=3 at 205 nm, the second from n=3 to a Rydberg level between n=20 and 30, with a wavelength of 1650-1700 nm. We present the research and development of this laser system, including the optical transport line from the laser table to the positronium chamber inside Aegis cryostat, and a detailed theoretical study on the first step of the excitation.
Both wavelengths are produced from a Nd:YAG source using nonlinear optics. The first transition is realized using a sum frequency crystal made of beta - Barium Borate (BBO) that add the fourth harmonic of the source (266 nm) to a parametrically generated pulse at 894 nm in a noncollinear configuration. The infrared pulse is produced by an Optical Parametric Generator (OPG) based on a Periodically Poled Potassium Titanyl Phosphate (PPKTP) crystal that generates pulses at 894 nm (signal) and 1312 nm (idler, for energy conservation) from a 532 nm second harmonic pump. The infrared pulse is then amplified in a couple of BBO crystals using 532 nm pump. We can generate about 300 microJ of 205 nm energy per pulse, while we calculated that the saturation level of the transition is about at 10 microJ per pulse.
The second transition is realized using an OPG pumped by the fundamental Nd:YAG harmonic at 1064 nm, producing pulses at 1650-1700 nm (signal) and 2844-2996 nm (idler). We tested a Periodically Poled Lithium Niobate (PPLN) and a PPKTP, finding the latter more suitable for its greater signal energy production capability. The generated signal is then amplified with a couple of bulk KTP crystals up to 3 mJ per pulse, pumping them with 1064 nm fundamental harmonic. The estimated saturation energy for this second transition is 0.17 mJ per pulse.
We studied and tested an optical transport line from the laser table to Aegis apparatus. This transport line must carry the ultraviolet and infrared pulses for the two transitions from standard pressure and temperature to ultrahigh vacuum (10^-13 mbar) and cryogenic (4 to 0.1 K) temperature, inside a very uniform magnetic field of 1 Tesla and controlled electric fields. We studied a solution based on mirrors and windows, but it present a strong issue on angular misalignment during the cooling down of the apparatus and on costs of its components. We developed an alternative solution based on the transmission of the propagation with optical fiber, inserted in the cryostat with feedthrough. We found that this solution is very effective for infrared transmission, but it presents losses for ultraviolet pulses. We characterized the system and found a suitable fiber for ultraviolet transmission that allow us to carry enough energy to excite positronium inside Aegis apparatus.
We have done a theoretical study of the incoherent excitation from ground state of the positronium to n=2 or 3 in external magnetic field. We studied the sublevel structure of the first three levels of positronium in small magnetic field (with perturbation theory) or high magnetic fields (with the numerical diagonalization of the interaction matrix) and we calculated the perturbed energy levels and the dipole elements between states in this two conditions. We developed a rate equations model of the excitation and studied the excitation dynamics as a function of the positronium velocity, of the magnetic field and of the laser energy and spectrum.
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Booth, James L. "On the ortho - para enhancement of molecular iodine by selective laser excitation." Thesis, University of British Columbia, 1985. http://hdl.handle.net/2429/24484.
Full textAbstract:
Based upon the results reported by Balykin, V. S.r Letokhov, V. S., Mishen, V. I., and Semchishen, V. A., Chem. Phys., 17, 111 (1976), an attempt was made to shift the ortho-iodine to para-iodine ratio by (1) selectively predissociating the ortho-iodine molecules with the 5145 A argon ion laser line and (2) by reacting the selectively excited ortho molecules with the scavengers, 2-hexene, acetylene, nitric oxide, nitrosyl chloride, and ethyl iodide. In both cases the ortho to para ratio was monitored via the fluorescence induced by a scanning dye laser beam. Neither tactic prooved effective, in contradiction with the aforementionned authors. In the case of systems containing low pressures ' of iodine' vapour alone, time dependent differential quenching of the vibrational [mathematical formula omitted] transitions was observed attributed to outgasing of the test cells over the course of the experiment and may be the cause of the apparant shift claimed by Letokhov et al. In mixtures of iodine and scavenger, the null result was probably due to the formation of radical chains during the photo-induced reactions capable of rapidly relaxing any shift that had occurred.Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate
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Gavérina, Ludovic. "Caractérisation thermique de milieux hétérogènes par excitation laser mobile et thermographie infrarouge." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0012/document.
Full textAbstract:
De nos jours, les matériaux composites sont très largement utilisés dans l’industrie aéronautique et aérospatiale car ils ont de très bonnes tenues mécaniques, mais ces matériaux comportent de fortes hétérogénéités dues aux fibres et aux liants qui les constituent. Ainsi, depuis de nombreuses années, l’équipe TIFC «Thermal Imaging Fields and Characterization » du département TREFLE de l’institut I2M développe des méthodes de mesure des propriétés thermophysiques de matériaux hétérogènes dans le plan ou dans l’épaisseur. Ces méthodes sont très variées du point de vue des méthodes inverses (transformée intégrale, double décomposition en valeurs singulières, …) ou expérimentale (Flash, diode laser, …). Le faible coût des diodes lasers et des systèmes de déplacement de miroirs galvanométriques ont permis de développer un système complet de scanner optique laser, monté sur un banc de mesure. Il permet de revisiter les différents types de sollicitations thermiques et de réaliser une infinité de combinaisons spatiotemporelles d’excitations thermiques par méthode laser. Ceci est une des principales originalités de ce travail. De nouvelles méthodes inverses basées sur la réponse thermique au point source impulsionnel et sur la séparabilité des champs de température ont été proposées. Ces méthodes ont permis d’estimer le tenseur de diffusivité thermique selon les axes principaux d’anisotropie, mais aussi hors des axes du repère de l’image, où il est possible de déterminer l’orientation des axes d’anisotropie, lorsque le transfert de chaleur s’effectue hors des axes du repère de l’image. Ces méthodes ont permis d’obtenir des résultats intéressants comptetenu de leur simplicité. De plus, elles ont permis d’obtenir des cartographies de diffusivités thermiques dans le plan car, comparées aux autres méthodes, elles permettent d’obtenir des estimations du tenseur de diffusivité thermique localement grâce à l’obtention d’une cartographie de flux thermique surfacique via le scanner optique laserNowadays, composite materials are widely used in the aeronautic and aerospace industries because of their high mechanical resistance. However, they have a large heterogeneity due to the fiber and matrix they are made of. In this way, for many years, the TIC team «Thermal Imaging Fields and Characterization » from TREFLE department of I2M laboratory develops methods to measure thermal in-plane properties of heterogeneous materials such as inverses (integral transforms, double singular value decomposition…) or experimental (Flash, laser diode…) methods. The recent progress made in optical control, lasers and infrared (IR) cameras enables the development of a new scanning system (based on galvanometer-mirror) which allows the easy control of a laser hot spot spatial and temporal displacements over a plane surface. The low cost of laser diodes and optical control (galvanometric mirror) systems allows to develop a laser scanning system fixed on a test bench. We can revisit the different types of thermal excitation and realize infinite spatio-temporal combinations of thermal excitations by laser method. This is one of this thesis aims. New inverse methods based on the thermal response to an instantaneous point source heating, and temperature fields separability, have been proposed. These methods allow to estimate the thermal diffusivity tensor along the main axes of anisotropy, but also out of those axes, where it is possible to estimate the anisotropy axes orientation when the heat transfer takes place out of the image axes. These methods have produced interesting results in view of their simplicity. Moreover, they made it possible to obtain in-plane thermal diffusivities maps because, compared to the other methods, they allow to obtain, locally, thermal diffusivity tensor estimations by getting a surface heat flux map using the laser optical scanner
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Evans, D. R. "Multiple glow discharges for the excitation of a high power CO2 laser." Thesis, Loughborough University, 1987. https://dspace.lboro.ac.uk/2134/31977.
Full textAbstract:
Multiple glow discharges have been studied and both electrode and aerodynamic techniques investigated to enable operation of a large volume high power glow discharge to excite a high power C02 laser. A wide range of electrode configurations was investigated and the advantages of using multiple anodes with large surface area multiple cathodes determined.
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Cockroft, Nigel J. "Solid state spectroscopy : laser selective excitation of erbium ions in crystalline solids." Thesis, University of Canterbury. Physics, 1987. http://hdl.handle.net/10092/8056.
Full textAbstract:
Optical absorption and laser selective excitation (l.s.e.) spectroscopy have been used to study Er³⁺ ions in the CsCdBr₃ and hydrogenated CaF₂ and SrF₂ crystalline lattices. Sixteen hydrogenic charge compensation sites for both the H- and D- isotopes were found in CaF₂:0.05%Er³⁺, and nine new D- ion sites in SrF₂ :0.05%Er3³⁺. The relative occurrence of these sites can be controlled by variation of the duration of hydrogenation. For SrF₂:Er³⁺, this results in a change of the principal D- ion charge compensation arrangement. Classification of local-mode vibronic fluorescence transitions and consideration of isotope shifts of electronic transitions enabled the assignment of model configurations to several sites. Most hydrogenic sites were classified into one of two distinct families. A new effect, reversible polarised bleaching was observed, whereby hydrogenic ion migration in Er³⁺ ion site configurations can be controlled by l.s.e. with polarised light in oriented crystals. One hydrogenic site was found to consist of two photo-induced interconvertible components. Five new fluoride ion sites in CaF₂:Er³⁺ and nine in SrF₂:Er³⁺ were also determined. For <100> and <111> oriented crystals, the fluorescence spectra of several sites exhibited well defined polarisation which may be used to determine the Er³⁺ ion symmetry. Trigonal symmetry of the F- B site of CaF₂:Er³⁺ was confirmed by this means. Crystal field analysis of tetragonal and trigonal symmetry sites is also reported. An infra-red study revealed local mode lines of seven new sites in hydrogenated CaF₂:Er³⁺ and enabled correlation of some sites to those observed in the optical spectra. Reduction of Er³⁺ ions by the short range beta decay of tritium in the lattice was identified by local mode absorption. Erbium ions in CsCdBr₃ exhibited efficient upconverted fluorescence consistent with the formation of a dominant dimer site. Detailed spectroscopy resulted in the assignment of energy levels from twelve groups of transitions. Several of these transitions, studied by absorption and l.s.e., were found to consist of two components.
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Mujaji, Marjorie. "Solid state spectroscopy : laser selective excitation of holmium ions in crystalline solids." Thesis, University of Canterbury. Physics, 1992. http://hdl.handle.net/10092/8145.
Full textAbstract:
The technique of laser selective excitation has been used to study the spectra of 23 Ho³⁺centres present in CaF₂ and SrF₂ crystals, in mixed Ca₀.₉₉Sr₀.₀₁F₂ and Ca₀.₉₉Ba₀.₀₁F₂ crystals and in CsCdBr₃ crystals.
The polarisation of the fluorescence from < 100> and < 111> oriented crystals has been used to assign specific Ho³⁺ site symmetries to the various centres and to label the crystal-field energy levels of each centre by their group irreps.
The two principal Ho³⁺ centres (A and B) observed in both CaF2:Ho³⁺and SrF2:Ho³⁺ crystals have been shown to be of C₄ᵥ and C₃ᵥ symmetry respectively. The four new centres identified in Ca₀.₉₉Sr₀.₀₁F₂:Ho3³⁺ and Ca₀.₉₉Ba₀.₀₁F₂:Ho³⁺ crystals, are derived from the parent CaF₂ C₄ᵥ symmetry (A) centre by an on-axis and an off-axis placement of a dopant cation, Sr²⁺+ or Ba²⁺, in the vicinity of the Ho³⁺ - F- pair. The three additional centres found in SrF₂:Ho³⁺ crystals are from similar Ca²⁺and Ba²⁺ substitutions in the SrF₂ lattice.
Seven centres associated with n- charge compensation were observed in deuterated CaF₂:Ho³⁺ and SrF₂:Ho³⁺ crystals, with no C₄ᵥ symmetry centre being apparent.
For the CsCdBr3:Ho³⁺ system, spectra of the principal dimer centre and three other minority centres are reported. Strong upconversion fluorescence was observed for the principal dimer centre, enabling crystal-field energy levels for 18 Ho³⁺ multiplets to be determined. Low symmetry crystal-field splittings and pair splittings were observed on some of the sharper transitions.
Crystal-field analyses performed for all the C₄ᵥ and C₃ᵥ symmetry centres in CaF2:Ho³⁺, SrF2:Ho³⁺ and CsCdBr3:Ho³⁺ crystals are reported and the resulting crystal-field parameters discussed. Fluorescence lifetimes determined for the major Ho³⁺ centres are also presented.
The high resolution and ODNMR results for the C₄ᵥ symmetry A and SB1 centres in SrF2:Ho³⁺ crystals confirm the centre symmetry assignments and the model configurations proposed on the basis of the polarisation ratio measurements. The superhyperfine ODNMR frequencies correlate well with the changes in the crystal-field parameters between the two centres.
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Rämer, Anika [Verfasser]. "Excitation and Relaxation Dynamics in Laser-Excited Semiconductors and Dielectrics / Anika Rämer." München : Verlag Dr. Hut, 2017. http://d-nb.info/1139538071/34.
Full text
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De, Clercq Ludwig Erasmus. "Numerical modelling of the excitation of polyatomic molecules by femtosecond laser beams." Thesis, Stellenbosch : University of Stellenbosch, 2011. http://hdl.handle.net/10019.1/6522.
Full textAbstract:
Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2011.ENGLISH ABSTRACT: The selective excitation of an arbitrary vibrational level of a polyatomic molecule, without passage through an intermediary electronic excited state is demonstrated. This was achieved by simulating the interaction of a shaped, femtosecond pulse with one vibrational mode of the molecule. The carrier frequency of the pulse is chosen near resonant to the ground-to- rst-excited vibrational transition of the mode, and the pulse shape is optimized via closed-loop feedback. The simulation concentrates on the rst few vibrationally excited states since the density of states is still low, thus ensuring that the inter-vibrational decoherence time is relatively long compared to the pulse length. While various molecules were investigated this study focuses onUF6 for which detailed spectroscopic data for the v3 vibrational mode is available in literature. A multilevel model was developed and can be adapted for any number of levels. The model reported here was limited to a vibrational quantum number of four. The spectroscopic data included anharmonic splitting as well as forbidden transitions. The effect of rotational levels was not included. A density matrix approach was followed because this will allow for the introduction of dephasing of the coherent excitation via thermalizing collisions with the reservoir, as well as inter-vibrational relaxation. The time evolution of the density matrix is given by the Von Neumann equations.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die selektiewe opwekking van 'n arbitrêre vibrasionele vlak van 'n poliatomies molekule sonder oorgang na 'n intermediëre elektroniese opgewekte toetstand word gedemonstreer. Dit was bereik deur die interaksie te simuleer van 'n gevormde, femtosekonde pulse met een vibrasionele mode van 'n molekule. Die draer frekwensie van die pulse is so gekies dat dit naby resonansie van die grond-tot-eerste-opgewekte vibrasionele oorgang van die mode is, die puls vorm word geoptimeer deur 'n geslote-lus terugvoer. Die simulasie konsentreer op die eerste paar vibrasionele opgewekte toestande, omdat die digtheid van toestande nog steeds laag is, dus verseker dit dat inter-vibrasionele de-koherensie tyd relatief lank is in vergelyking met die puls se lengte. Verskillende molekules was ondersoek vir die studie. Die fokus is op UF6 waarvoor gedetaileerde spektroskopiese data vir die v3 vibrasionele beskikbaar is in die literatuur. 'n Multivlak model was ontwikkel en kan aangepas word vir enige aantal van vlakke. Die model wat hier aangemeld is, is beperk tot die vibrasionele kwantum getal van vier. Die spektroskopiese data het anharmonies splitting so wel as nie toegelaatbare oorgange bevat. Die effek van rotasionele vlakke was nie in berekening geneem nie. 'n Digtheids matriks benadering was gevolg, omdat dit toelaat vir die dekoherensie. Die tyd evolusie van die digtheids matriks word gegee deur die Von Neumann vergelykings.
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Bigongiari, Alessandra. "High Intensity Laser-Plasma Grating Interaction : surface wave excitation and particle acceleration." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/75/83/55/PDF/alebigo_TESI_rapporteurs.pdf.
Full textAbstract:
Les ondes de surface ont été observées pour la première fois par Wood en 1902 qui note des anomalies dans le spectre de diffraction d'une lumière continue sur un réseau métallique. Pour certaines longueurs d'onde, le spectre diffracté présente des lignes noires que Fano interprète quelques années plus tard (1941) comme dues à l'excitation d'ondes de surface. De façon analogue, on peut exciter par laser de façon résonante une onde plasma de surface à la surface d'un plasma sur-dense créé par interaction laser-solide, si les conditions d'excitation de l'onde sont satisfaites. L'onde de surface se propage le long de l'interface plasma-vide et se caractérise par un champ électrique résonant haute-fréquence localisé. Dans ce travail, la dynamique du plasma et les champs associés à l'excitation par laser de l'onde de surface sont décrits numériquement avec des simulations bidimensionnelles Particule-In-Cell dans lesquelles la surface du plasma est initialement pré-structurée de sorte à satisfaire les conditions d'excitation de l'onde de surface. L'intensité laser a été variée entre Iλ2 =10^15 et 10^20 μm^2/Wcm^2 afin d'étudier la transition entre un régime d'excitation non-relativiste et relativiste. Les simulations dans lesquelles l'onde de surface est excitée sont comparées à celles où elle ne l'est pas et le couplage du laser avec la cible est analysé. Pour différents paramètres du laser et de la cible, nous avons considéré les quatre aspects suivants de l'interaction laser plasma : i) l'absorption laser et le champ électrique à la surface du plasma, ii) le champ magnétique quasi-statique généré, iii) le chauffage électronique et iiii) l'accélération des ions. Nous avons démontré la possibilité d'exciter une onde plasma de surface pour une large gamme d'intensité laser. Lorsque l'onde de surface est excitée, la composante perpendiculaire à la surface du plasma du champ électrique est amplifiée par rapport au champ laser sur la surface plasma-vide d'un facteur allant de 3. 2 à 7. 2 selon les cas. L'absorption augmente également fortement de 27% lorsque l'onde de surface n'est pas excitée à 73% lorsqu'elle l'est pour Iλ2=10^19 μm^2/Wcm^2 par exemple. Cette étude nous a permis de définir les conditions optimales pour lesquelles le couplage entre le laser et l'onde de surface est le plus efficace. Elles correspondent au régime d'intensité laser relativiste dans lequel le mécanisme d'absorption principale est le " vacuum heating " : les particules gagnent de l'énergie en oscillant dans le champ électrique perpendiculaire à la cible. En présence de l'onde de surface, cette oscillation est fortement augmentée par la présence du champ localisé de l'onde de surface plus intense que le celui du laser. La possibilité de créer des champs magnétiques quasi-statiques auto-générés en présence d'une onde de surface a de plus été étudiée analytiquement et les résultats ont été comparés à ceux des simulations. Les structures de champ obtenues suggèrent que l'intensité du champ magnétique généré induit un confinement partiel des particules sur la surface de la cible lorsque l'onde de surface est excitée. Enfin, nous avons observé un effet induit par l'excitation de l'onde de surface encore plus fort dans des cibles minces dans lesquelles les électrons peuvent circuler d'un bord à l'autre de la cible et interagir plusieurs fois avec le champ de l'onde. Le champ de charge d'espace ainsi créé au cours de l'interaction induit une augmentation importante de l'énergie des ions émis sur les deux faces de la cible mince. L'ensemble de ce travail nous a permis de montrer que l'excitation d'une onde de surface par interaction laser-plasma structuré est un mécanisme physique prometteur pour augmenter l'énergie des particules émises. C'est un point particulièrement intéressant pour les applications liées à la production de protons énergétiques telles que la thérapie hadronique ou à celle d'électrons de hautes énergies indispensables dans le processus de fusion inertiel dans lequel le schéma de l'allumeur rapide est utiliséeSurface waves in solids were first observed by Wood in 1902 as an anomaly in the diffraction of a continuous light source from a metal grating: the diffracted spectrum presented dark lines corresponding to certain wavelengths, which were later explained (Fano, 1941) in terms of the excitation of a surface wave sustained by the grating. Similarly to the metal grating case, a surface plasma wave (SPW) can be resonantly excited by a laser pulse at the surface of a laser-produced over-dense plasma, if the correct matching conditions are provided. SPWs propagate along the plasma-vacuum interface and are characterized by a localized, high frequency, resonant electric field. In the present work we describe numerically the dynamics of the plasma and the field distribution associated to SPW excitation, using two-dimensional particle-in-cell (PIC) simulations, where the plasma surface is initially pre-formed so that the SPW excitation conditions are fulfilled. We examine the surface wave excitation for a large range of laser intensities (Iλ2 =10^15-10^20 μm^2/Wcm^2) in order to study the transition from the non-relativistic to the relativistic regime. The simulations in which the wave is resonantly excited are compared to cases in which the resonant conditions are not provided and the coupling of the laser with the target is analyzed. We have considered the following aspects of the laser-plasma interaction, for different laser and target parameters: i) the laser absorption and the electric field at the surface ii) the generation of a quasi-static magnetic field iii) the electron heating and iiii) the ion acceleration. The possibility to excite a surface plasma wave on a structured target for a large range of laser energies has been demonstrated. In the cases where the surface wave is excited the electric field component normal to the target is amplified at the surface by a factor ranging from 3. 2 to 7. 2 with respect to the laser field. The absorption is also increased,for example it raises from 27% when the SPW is not excited up to 73% for Iλ^2=10^9 μm^2/Wcm^2. We have defined the optimal conditions for efficient coupling which increase laser absorption, that correspond to the relativistic laser intensities (Iλ^2>10^19 μm^2/Wcm^2). In this regime the main absorption mechanism is vacuum heating, associated to particles oscillating in the field perpendicular to the target, which is enhanced by the stronger, localized field of the SPW. The generation of a quasi-static magnetic field has been studied analytically and compared to the result of PIC simulations. The different field structure in presence of a SPW and for a flat target suggests that the enhanced field strength has caused partial confinement of particles at the target surface when SPW is present. The effects of the surface wave are more pronounced in thin laminar targets where electrons recirculate into the target interacting several times with the wave. Efficient electron heating increases the energy of the ions which are accelerated at both the irradiated and not irradiated target surface by the hot electrons space charge field. For the thinnest target (3. 5 μm) the ion cut-off energy is about 14 Mev, approximately twice the value obtained when the SPW is not excited
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Wang, Yuchen, Xiushan Zhu, Jie Zong, Kort Wiersma, Arturo Chavez-Pirson, Robert A. Norwood, and N. Peyghambarian. "SESAM Q-switched fiber laser at 1.2 mu m." IEEE, 2016. http://hdl.handle.net/10150/622787.
Full textAbstract:
Q-switched operation of a holmium-doped fluoride fiber laser at 1.2 mu m wavelength induced by a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) is reported. 650 ns pulses with 0.13 mu J pulse energy at a repetition rate of 260 kHz were obtained.
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Rosano, William Joseph. "Chemiluminescence and laser induced fluorescence of the group IVA and IB elements with halogen molecules /." The Ohio State University, 1985. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487263399026961.
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Raymond, Xavier. "Développement d'une source pulsée d'électrons extraits d'un plasma produit par laser." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0142/document.
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Ce manuscrit de thèse décrit le développement d'un faisceau d'électrons intense et bref qui s'insère dans le cadre de la recherche sur les propriétés nucléaires de la matière au sein des plasmas chauds et denses. Afin d'obtenir un tel faisceau, une nouvelle source a été imaginée, dont le principe est basé sur l'extraction des électrons d'un plasma produit par une impulsion laser intense. La caractérisation du plasma produit par laser lors de son expansion fait l'objet d'une première partie expérimentale de ce manuscrit. Ensuite, une différence de potentiel électrique de l'ordre de quelques kV appliquée sur le plasma lors de son expansion montre que l'extraction des électrons est un processus dynamique. Ces observations expérimentales sont validées par des études numériques à l'aide du code de simulation Particle-In-Cell "XOOPIC". Enfin, les distributions en surface et en énergie des électrons extraits du plasma sont déterminées expérimentalement et numériquement tout au long de l'expansion du plasma, ce qui fait l'objet d'une ultime partie de ce manuscrit. Pour cela, un détecteur de type Faraday Cup est utilisé. Une analyse de l'intensité d'émission du courant d'électrons via un modèle numérique met en évidence la présence d'un pré-plasma fournissant un champ électrique extracteur supplémentaireThis Ph.D thesis describes the development of an intense and brief electron beam and forms part of the research on the nuclear properties of matter in hot and dense plasmas. In order to obtain such a beam, a new source has been created, the principle is based on the extraction of electrons from a plasma produced by an intense laser pulse. The characterization of the laser-produced plasma during its expansion is the subject of a first experimental part of this thesis. Then, an electrical potential of the order of a few kV applied to the plasma during its expansion shows that the extraction of the electrons is a dynamic process. These experimental observations are validated by numerical studies using Particle-In-Cell simulation code "XOOPIC". Finally, the surface and energy distributions of the electrons extracted from the plasma are determined experimentally and numerically throughout the plasma expansion, which is the final part of this thesis. For this, a Faraday Cup type detector is used. An analysis of the emission intensity of the electron current with a numerical model shows the presence of a pre-plasma providing an additional extracting electric field
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Goodridge, Damian Mark. "The green and red systems of the FeH radical." Thesis, University of Oxford, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.339345.
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Cooper, Ben. "Laser excitation of positronium produced in various materials at a range of temperatures." Thesis, University College London (University of London), 2018. http://discovery.ucl.ac.uk/10044312/.
Full textAbstract:
Methods and techniques in the production, manipulation, and accumulation of positrons in a `Surko-type' buffer-gas trap are presented. The pulsed output of the trap is optimised for laser excitation of positronium (Ps). The techniques of positron time compression and single-shot positron annihilation lifetime spectroscopy (SSPALS) are discussed in detail and used throughout the study. A small array or Ps converter materials have been characterised at various temperatures. Ps cooling as a function of positron implantation is presented and discussed. Direct laser irradiation of the samples, and the effect on the Ps yield has also been studied. In some cases, particularly at cryogenic temperatures, laser induced paramagnetic centres are formed and this has a detrimental effect on the Ps yield as they cause triplet Ps to convert to the shorter-lived singlet state. Whereas in single crystal semiconductors, the laser has an enhancing effect due to an exciton-like positron-electron surface state. Many of the Ps converter materials studied here are formed from porous structures. The long term confinement of Ps within isolated cavities has also been observed, where a lifetime measurement technique using an excitation laser is presented. General methods of Ps-laser spectroscopy are also presented and the applications of which are discussed including laser-enhanced time-of-flight spectroscopy (LEPTOF), and the production, and electrostatic guiding of highly excited Rydberg Ps. Using these techniques a crossed beam scattering experiment involving Rydberg Ps, electrons, and Argon ions was carried out. This work presents important considerations for experiments to create a laser-cooled Bose-Einstein condensate (BEC) of Ps in an engineered porous material at cryogenic temperatures.
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Khelkhal, Mohammed. "Étude et réalisation d'un laser à CO2 pris en main à excitation radiofréquence." Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10094.
Full textAbstract:
L'utilisation du laser à CO2 dans le domaine biomédical est limitée par l'absence de fibres optiques performantes pour le déport du faisceau IR. Pour élargir son domaine d'application, nous avons réalisé une tête laser miniaturisée (long. 25 cm diam. : 22 mm) pour être prise en main, de puissance de sortie ajustable (0-30 Watts) avec un faisceau de structure et de polarisation contrôlées. Les performances élevées ont été obtenues grâce à une simplification extrême de la structure du laser guide d'onde et à l'excitation RF du milieu amplificateur en régime d'écoulement de gaz. Dans la technologie retenue, nous avons privilégié les solutions à faible coût de revient (utilisation du Nitrure de Bore). Nous avons caractérisé la tête laser (puissance et rendement) dans différentes conditions de puissance d'excitation et de pression du milieu amplificateur. La puissance maximale est de 37 Watts avec un rendement de 10%. Nous avons déterminé les caractéristiques optiques du milieu amplificateur (résistance de décharge, coefficient de gain linéaire et intensité de saturation) et étudié la structure des modes d'émission qui dépend de la valeur d'indice complexe de réfraction du BN que nous avons déterminé à 10 micromètres. Nous avons enfin étudié les possibilités d'utilisation de cette source en milieu hospitalier ou en milieu industriel (blindage de la source, visualisation du point d'impact du faisceau infrarouge et commande de la puissance de sortie)
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GRUSS, CHRISTIAN. "Caméra photothermique : étude théorique et réalisation d'une caméra infrarouge active avec excitation laser." Poitiers, 1993. http://www.theses.fr/1993POIT2352.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'etude et la realisation d'une camera infrarouge active ou camera photothermique destinee a la caracterisation, au controle non destructif (en particulier pour l'etude de couches minces et la detection d'interfaces perpendiculaires) et a la mesure du coefficient de convection. Le systeme comprend un faisceau laser mobile qui chauffe l'echantillon a tester et un detecteur infrarouge optiquement lie au au faisceau laser qui mesure le rayonnement infrarouge produit par l'echauffement du au laser, avec un certain decalage temporel constant, mais reglable. La premiere partie de ce memoire est une etude bibliographique des differentes methodes de mesure utilisees dans les domaines d'application de la camera photothermique. La seconde partie est consacree au calcul de l'elevation de la temperature provoquee par un faisceau gaussien mobile de vitesse constante et permet d'estimer les conditions optimales du fonctionnement de la camera. Des calculs analytiques ont ainsi ete realises pour les cas du solide semi-infini avec et sans convection, du solide d'epaisseur finie, du bicouche, et du solide semi-infini avec une interface perpendiculaire. Ces calculs tiennent compte des effets de semi-transparence et de convolution du detecteur. La troisieme partie presente les resultats experimentaux. Des comparaisons avec la theorie ont ete realisees sur des solides semi-infinis et d'epaisseur finie. Ces experiences demontrent une grande sensibilite de la methode a l'adherence des couches minces, et une sensibilite moyenne aux interfaces perpendiculaires. La quatrieme partie envisage les ameliorations possibles du montage existant, et propose plusieurs montages nouveaux mettant en uvre en particulier des detecteurs multielements. Ces nouveaux montages different en fonction de leur adaptation aux differents types de mesure (couches minces, interfaces perpendiculaires, coefficient de convection)
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Shchemelyov, Sergey. "Sum-frequency generation and multiphoton ionization in xenon under excitation by conical laser beams /." Online version, 2006. http://dspace.utlib.ee/dspace/bitstream/10062/1001/5/shchemelyovsergey.pdf.
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陳志遠 and Chee-yuen George Chan. "Investigation of matrix effects on excitation conditions of dry inductively coupled plasma using laser ablation." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2000. http://hub.hku.hk/bib/B42128687.
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Chan, Chee-yuen George. "Investigation of matrix effects on excitation conditions of dry inductively coupled plasma using laser ablation." Click to view the E-thesis via HKUTO, 2000. http://sunzi.lib.hku.hk/hkuto/record/B42128687.
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Durand-Noyer, Agnès. "Effet Stark de la molécule ICl : états pendulaires." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30294.
Full textAbstract:
Cette these decrit l'etude theorique et experimentale de la spectroscopie de la transition a-x de ici en champ electrique intense. Dans un tel champ, les premiers etats de rotation d'une molecule polaire sont pieges par le potentiel d'interaction champ-dipole et se transforment en etats pendulaires. L'experience utilise la technique de fluorescence induite par laser sur un jet moleculaire: la tres forte sensibilite de cette technique et un montage tres soigne ont permis d'enregistrer des spectres de grande qualite malgre la faiblesse de cette transition, mesuree par la tres longue duree de vie de l'etat a (voisine de 430 microsecondes). Une etude theorique tres detaillee, incluant la structure hyperfine nous a permis de montrer que les moments dipolaires des etats a et x sont de meme signe: ce resultat contredit tous les resultats experimentaux anterieurs mais est bien explique par un argument simple d'electronegativite. D'autre part une mesure systematique et precise du dipole de l'etat en fonction du nombre quantique vibrationnel v' a ete realisee pour 17 niveaux avec v' compris entre 6 et 29. Nous avons alors pu determiner le dipole en fonction de la distance internucleaire, ce qui met directement en evidence le passage d'un etat a caractere ionique assez fort a un etat purement covalent quand la molecule se dissocie en atomes neutres
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Sang, Robert Thomas, and n/a. "Superelastic Electron Scattering from Laser Excited States of Sodium." Griffith University. School of Science, 1995. http://www4.gu.edu.au:8080/adt-root/public/adt-QGU20050921.120911.
Full textAbstract:
This thesis presents the results of a series of experiments in which electrons are superelastically scattered from various laser excited states of sodium. The atoms, once in the optically prepared state, are forced to relax via the superelastic collision with an electron. The rate of detection of superelastically scattered electrons was measured as a function of the laser polarisation which enabled pseudo Stokes parameters to be determined. These pseudo Stokes parameters are functions of both optical pumping parameters and atomic collision parameters. The optical pumping parameters describe the laser-atom interaction and the atomic collision parameters describe the electron-atom collision process. Three different laser excitation mechanisms were used to optically pump the atoms into various excited states. The first of these used a single laser tuned to the 32S 112(F'=2 hyperfine state)-~32P312 transition. The excited atoms underwent a superelastic collision with an electron leaving the atom in the ground state and pseudo Stokes parameters were measured as a function of both scattering angle and incident electron energy. The second superelastic experiment, utilised a folded step excitation mechanism which employed two lasers tuned from the two hypethne states of the 32S112 ground state respectively to the 32P312 excited state. Power broadening effects in the single laser experiment cause the atoms to be optically pumped into the F= 1 hyperfine ground state. The laser powers used were not great enough to power broaden the hyperfine ground states and as such the F'= 1 sublevel effectively acted as a sink. The folded step excitation method enabled the excited state population to be increased so that data at larger scattering angles could be obtained. Stokes parameters from both of these experiments which had an incident energy range of 10eV to 30eV and an angular range of 5°-25° were compared to three current electron-atom scattering theories and previous experimental data. Overall, fair to good agreement was found between theory and experiments for the individual Stokes parameters. Losses of coherence was observed at small scattering angles (50.200) at 20eV and 25eV incident electron energies which were poorly modelled by the three different theories. The third superelastic experiment involved the use of two lasers of specified polarisation to stepwise excite the atoms to the 32D512 excited state. Superelastic collisions with incident electron energies of 20eV from the 32D512-*32P312~312 collision were studied at three different scattering angles and pseudo Stokes parameters for the case where the polarisations of the radiation from the lasers were parallel were measured. The single step and folded step laser-atom interactions for it excitation were modelled using a full quantum electrodynamical treatment so that the optical pumping parameters from the single and folded step experiments could be investigated. Equations of motion were derived in the Heisenberg picture and it is shown that for the single laser case 59 equations of motion are required to fully model the interaction and for the folded step ease 78 equations of motion are required. The results of calculations demonstrated that the optical pumping parameters were sensitive to laser intensity, laser detuning and the Doppler width of the atomic beam. The theoretical quantum electrodynamical calculation results were in good agreement with the experimental results.
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Beaulieu, Nathan. "Propriétés électroniques et magnétiques sous excitation laser femtoseconde, du Gd monocristallin aux alliages ferrimagnétiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00953656.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse rentrent dans le cadre de l'étude de la dynamique ultra rapide de l'aimantation. Tout d'abord sont présentés des aspects théoriques, puis les aspects expérimentaux de ces expériences. Pour ce faire, nous avons étudié la réponse d'alliages ferrimagnétiques à composition variables à l'aide d'un dispositif de mesure d'effet Kerr résolu en temps, puis dans une seconde partie, la dynamique de l'aimantation et de la bande de valence du gadolinium épitaxié sur tungstène. Dans ce cadre rentre une étude de l'oxydation de ce matériau, limitant dans le temps les études approfondies. Pour finir, il est mis l'accent sur un phénomène contraignant lors des études de dynamique électronique en photoémission, l'effet de charge-espace. Ceci a pour effet de générer des photoélectrons à partir de métaux, à l'aide d'un processus multiphotonique. Nous proposons dans cette partie un modèle théorique expliquant ce phénomène.Ces travaux sont inscrits dans le cadre du développement du synchrotron SOLEIL, pour permettre le développement du FEMTOSLICING, qui permettra prochainement de mesurer des dynamiques rapides résolues en éléments, à une résolution de l'ordre de la centaine de femtosecondes.
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Senanayake, Pubudu Seewali. "Two-Colour Excitation of Impurity Trapped Excitons in Wide Bandgap Insulators." Thesis, University of Canterbury. Department of Physics and Astronomy, 2013. http://hdl.handle.net/10092/8710.
Full textAbstract:
Impurity trapped excitons (ITEs) occurring in divalent ytterbium doped calcium and strontium fluoride crystals have been investigated by exploiting the radically different radiative decay rates of the lowest exciton state and higher excited states, utilizing a novel two-colour transient photoluminescence enhancement experiment. The ITE energy levels have been directly measured with the observation of sharp transitions occurring from the changes of states of the localized hole and broad bands associated with changes of state of the delocalized electrons. The dynamic behaviour under excitation by time delayed ultra-violet (UV) and infrared (IR) pulses has been observed allowing for the identification of excitation and decay pathways between the ITE states.
The position and transition intensities of the sharp lines within the IR excitation spectrum have been successfully matched using a semi-empirical effective Hamiltonian crystal field
model. In CaCaF₂:Yb²⁺ the lines occurring at 249 and 1145 cm⁻¹ were matched with the crystal field parameter B4 = 800 cm⁻¹ and the exchange parameter G3(fs) = 5900 cm⁻¹. In SrCaF₂:Yb²⁺ these lines were observed at 178 and 1284 cm⁻¹ and matched with B4 = 600 cm⁻¹ and G3(fs) = 7278 cm⁻¹. Local heating and direct absorption by intra-excitonic transitions are found to be the causes of the broad band observed in the spectrum and have been deconvolved by studying the dynamic behaviour of the monitored emission at different IR excitation frequencies. Through this modeling, higher lying ITE states have been identified occurring at 785 cm⁻¹ in SrCaF₂:Yb²⁺ and in between 740 - 820 cm⁻¹ in CaCaF₂:Yb²⁺.
The dynamic model developed successfully simulates the temporal behaviour of the emission under IR excitation under a variety of parameters including IR fluence, excitation frequency, sample temperature and UV - IR pulse delay. Examination of the SrCaF₂:Yb²⁺ dynamic behaviour over a time scale of 100 ms shows UV driven trap population at a rate of approximately 3% per pulse, which are liberated and recycled to the Yb²⁺ ground state by the IR pulse. The two-colour technique is applied to MgCaF₂:Yb²⁺, a candidate for possible ITE emission. Temperature dependent emission spectra obtained under UV excitation indicates the possibility of an ITE state, independently populated from the 5d level of the Yb²⁺. Typical
5d emission is also observed from this system. Under IR excitation, liberation of shallow traps and possible local heating is observed. No ITE emission is conclusively found with IR probing.
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Liu, Yuyan. "Far infrared laser magnetic resonance spectroscopy of free radicals." Thesis, University of Cambridge, 1996. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.364594.
Full text
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Saad, Rawad. "Etudes physico-chimiques des plasmas induits par laser pour l'analyse quantitative des matériaux dans les systèmes nucléaires." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0172/document.
Full textAbstract:
La LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) est une technique d’analyse multi-élémentaire basée sur la spectroscopie d’émission optique surplasma créé par laser. Elle est bien adaptée pour l'analyse en milieu hostile notamment dans l'industrie nucléaire. Des mesures quantitatives sont fréquemment réalisées sur des échantillons solides ou liquides mais, dans certains cas, des comportements atypiques des signaux émis par le plasma ont été observés dans les expériences LIBS. Afin d’éviter ou de limiter d’éventuelles conséquences sur la précision des mesures, il est nécessaire d’améliorer la compréhension de ces phénomènes. L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse est d’étudier les réactions chimiques se produisant à l’intérieur d’un plasma généré par laser lors d’une analyse LIBS. Des expériences sur un matériau modèle, d’aluminium métallique pur, ont eu pour but de mettre en évidence la dynamique des recombinaisons moléculaires en fonction du gaz ambiant utilisé par l’étude de l’évolution temporelle des raies d’émission atomiques Al I et des bandes moléculaires AlO et AlN. Un effet d’excitation collisionnelle a été mis en évidence pour un niveau électronique particulier de l’aluminium dans le cas d’une ambiance d’azote. Cet effet disparaît sous air. Des expériences d'imageries de plasma ont été menées pour localiser spatialement les zones où se déroulent ces recombinaisons et des effets spectaculaires de projection de particules ont été mis en évidenceLaser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) is a multi-elemental analysistechnique very well suited for analysis in hostile environments particularly in thenuclear industry. Quantitative measurements are frequently performed on liquid orsolid samples but in some cases, atypical signal behaviors were observed in theLIBS experiment. To avoid or minimize any impact on measurement accuracy, it isnecessary to improve the understanding of these phenomena. In the framework of athree-year PhD thesis, the objective was to study the chemical reactions occurringwithin laser-generated plasma in a LIBS analysis. Experiments on a model material (pure aluminum sample) highlighted thedynamics of molecular recombination according to different ambient gas. Thetemporal evolution of Al I atomic emission lines and molecular bands of AlO and AlNwere studied. A collisional excitation effect was identified for a peculiar electronicenergy level of aluminum in the case of a nitrogen atmosphere. This effectdisappeared in air. The aluminum plasma was also imaged during its expansionunder the different atmospheres in order to localize the areas in which the molecularrecombination process takes place. Spectacular particle projections have beenhighlighted
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Little, Helen. "Optical micromanipulation using ultrashort pulsed laser sources." Thesis, St Andrews, 2007. http://hdl.handle.net/10023/338.
Full text
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Martinelli, Gilbert. "Réponse spatio-temporelle d'un résonateur de Fabry-Perot en régime non linéaire sous excitation picoseconde." Limoges, 1990. http://www.theses.fr/1990LIMO0088.
Full textAbstract:
Le résonateur de type Fabry-Perot contenant un milieu non linéaire de Kerr constitue un des éléments de base pour le traitement purement optique de signaux optiques. Ce manuscrit présente la mise en évidence et la caractérisation des instabilités spatiales et spectrales qui apparaissent dans la réponse spatio-temporelle de ce type de résonateur lorsqu'il est excite par une impulsion picoseconde intense et un faisceau limite. Dans un premier temps, les filtrages opérés par le résonateur à faible niveau d'intensité, sont mesurés pour différents angles d'incidence. Suivant l'accord ou le désaccord de la fréquence laser par rapport à une résonance, l'interferométrie se comporte comme une ligne à retard (cas résonnant) ou un atténuateur (cas désaccordé). Par la suite des résultats expérimentaux sont présentés pour de forts niveaux d'intensités en incidence normale. Dans les cas examinés les variations auto-induites de l'indice de réfraction sont suffisantes pour annuler un faible désaccord initial. Les enregistrement montrent pour la première fois l'observation simultanée du profil temporel, de la figure en intensité, et du spectre des fréquences temporelles du signal transmis. Il est mis en évidence que la commutation clairement observée sur le profil de l'impulsion transmise s'accompagne de transformations complexes de la géometrie et du spectre liées à la naissance d'instabilités catastrophiques. Pour supprimer ces instabilités il est proposé d'éclairer le résonateur sous incidence oblique. Des résultats expérimentaux viennent démontrer l'intérêt et les limites de cette exploitation originale d'une interférométrie non linéaire. La conclusion de cette série d'expériences est qu'il ne semble pas possible de mettre en série des éléments logiques optiques basés sur des résonateurs à non-linéarité purement dispersives.
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Alessandra, Bigongiari. "Interaction laser-réseau plasma à haute intensité: excitation d'une onde de surface et accélération de particules." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00758355.
Full textAbstract:
Les ondes de surface ont été observées pour la première fois par Wood en 1902 qui note des anomalies dans le spectre de diffraction d'une lumière continue sur un réseau métallique. Pour certaines longueurs d'onde, le spectre diffracté présente des lignes noires que Fano interprète quelques années plus tard (1941) comme dues à l'excitation d'ondes de surface. De façon analogue, on peut exciter par laser de façon résonante une onde plasma de surface à la surface d'un plasma sur-dense créé par interaction laser-solide, si les conditions d'excitation de l'onde sont satisfaites. L'onde de surface se propage le long de l'interface plasma-vide et se caractérise par un champ électrique résonant haute-fréquence localisé. Dans ce travail, la dynamique du plasma et les champs associés à l'excitation par laser de l'onde de surface sont décrits numériquement avec des simulations bidimensionnelles Particule-In-Cell dans lesquelles la surface du plasma est initialement pré-structurée de sorte à satisfaire les conditions d'excitation de l'onde de surface. L'intensité laser a été variée entre Iλ2 =10^15 et 10^20 μm^2/Wcm^2 afin d'étudier la transition entre un régime d'excitation non-relativiste et relativiste. Les simulations dans lesquelles l'onde de surface est excitée sont comparées à celles où elle ne l'est pas et le couplage du laser avec la cible est analysé. Pour différents paramètres du laser et de la cible, nous avons considéré les quatre aspects suivants de l'interaction laser plasma : i) l'absorption laser et le champ électrique à la surface du plasma, ii) le champ magnétique quasi-statique généré, iii) le chauffage électronique et iiii) l'accélération des ions. Nous avons démontré la possibilité d'exciter une onde plasma de surface pour une large gamme d'intensité laser. Lorsque l'onde de surface est excitée, la composante perpendiculaire à la surface du plasma du champ électrique est amplifiée par rapport au champ laser sur la surface plasma-vide d'un facteur allant de 3.2 à 7.2 selon les cas. L'absorption augmente également fortement de 27% lorsque l'onde de surface n'est pas excitée à 73% lorsqu'elle l'est pour Iλ2=10^19 μm^2/Wcm^2 par exemple. Cette étude nous a permis de définir les conditions optimales pour lesquelles le couplage entre le laser et l'onde de surface est le plus efficace. Elles correspondent au régime d'intensité laser relativiste dans lequel le mécanisme d'absorption principale est le " vacuum heating " : les particules gagnent de l'énergie en oscillant dans le champ électrique perpendiculaire à la cible. En présence de l'onde de surface, cette oscillation est fortement augmentée par la présence du champ localisé de l'onde de surface plus intense que le celui du laser. La possibilité de créer des champs magnétiques quasi-statiques auto-générés en présence d'une onde de surface a de plus été étudiée analytiquement et les résultats ont été comparés à ceux des simulations. Les structures de champ obtenues suggèrent que l'intensité du champ magnétique généré induit un confinement partiel des particules sur la surface de la cible lorsque l'onde de surface est excitée. Enfin, nous avons observé un effet induit par l'excitation de l'onde de surface encore plus fort dans des cibles minces dans lesquelles les électrons peuvent circuler d'un bord à l'autre de la cible et interagir plusieurs fois avec le champ de l'onde. Le champ de charge d'espace ainsi créé au cours de l'interaction induit une augmentation importante de l'énergie des ions émis sur les deux faces de la cible mince. L'ensemble de ce travail nous a permis de montrer que l'excitation d'une onde de surface par interaction laser-plasma structuré est un mécanisme physique prometteur pour augmenter l'énergie des particules émises. C'est un point particulièrement intéressant pour les applications liées à la production de protons énergétiques telles que la thérapie hadronique ou à celle d'électrons de hautes énergies indispensables dans le processus de fusion inertiel dans lequel le schéma de l'allumeur rapide est utilisée.
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Zhao, Chunfeng. "High-resolution laser excitation spectroscopy of metal-containing free radicals using a supersonic molecular beam spectrometer." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq22256.pdf.
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Stachel, Sebastian [Verfasser], and Sergey [Akademischer Betreuer] Ganichev. "Magnetic field induced photocurrents in semiconductor nanostructures under THz laser excitation / Sebastian Stachel. Betreuer: Sergey Ganichev." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2013. http://d-nb.info/1044159901/34.
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Turnidge, Martin Laurence. "Vibrational energy transfer at low temperatures and the use of infrared laser excitation for trace detection." Thesis, University of Oxford, 1996. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.337427.
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Schauman, Julia, and Linnea Bendrot. "Two-Photon Excitation of a GaAs Quantum Dot by Electro-Optically Modulating a Continuous Wave Laser." Thesis, KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI), 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-275736.
Full textAbstract:
One of the most important steps towards enabling quantum communication would be to successfully integrate single-photon emitters and quantum memories, enabling the development of quantum repeaters. This is why, as part of a larger project, the objective of this bachelor thesis was to retrieve single-photons suitable for storage inside a Rubidium-based quantum memory. In this report, we show how a gallium arsenide quantum dot was successfully excited with two-photon excitation by using a pulsed laser, where the pulses were obtained by electro-optically modulating a continuous wave laser. While getting enough power from the pulsed excitation laser to reach the π-pulse for the quantum dot excitation, a g^(2)(0)-value of 0.048976±0.000831 was measured. This proves that it is possible to achieve high quality single-photon emission from a quantum dot, while using a electro-optically modulated continuous wave laser.En nyckelkomponent i utvecklingen av kvantkommunikation är integrationen av enskilda fotoner och kvantminnen, något som skulle möjliggöra utveckligen av kvantrepeterare. Som del av ett större forskningsprojekt var målet med detta kandidatarbete att producera enskilda fotoner som framgångsrikt skulle kunna lagras i ett rubidium baserat kvantminne. Vi presenterar i denna rapport hur en kvantprick av galliumarsenid framgångsrikt kan exciteras av en laser som pulsats genom elektrooptisk modulering av en kontinuerlig laser. När effekten hos excitations lasern är tillräckligt hög för π-puls-excitation av kvantpricken erhålls ett g^(2)(0)-värde på 0.048976±0.000831. Det visar på möjligheten att uppnå högkvalitativa enskilda fotoner från en kvantprick som exciteras av en elektrooptiskt modulerad kontinuerlig laser.
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Li, Ran. "Molecular Characterization of Human Tissue Samples by Raman Spectroscopy with Different Laser Modes and Excitation Wavelengths." The Ohio State University, 2013. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1365419543.
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Ajinou, Abdelkader. "Réponses photo-thermique et photo-élastique de nanostructures, à une excitation par une impulsion laser femtoseconde." Paris 13, 2001. http://www.theses.fr/2001PA132023.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude résolue en temps a l'échelle de la picoseconde des réponses photo-thermique et photo-élastique de nanostructures, a une excitation par une impulsion laser ultra-brève. Des nanostructures 2d et 1d ont été étudiées. Les réponses photo-thermiques des structures 2d sont comparées à celle d'un matériau massif. Un modèle analytique permet de reproduire les résultats expérimentaux sous réserve de considérer une longueur d'absorption optique effective de la lumière excitatrice supérieure a celle de la sonde. Pour les couches minces déposées sur substrats, la diffusion de la chaleur dépend principalement de l'épaisseur de la couche. Nous délimitons le domaine temporel de validité d'une approche analytique basée sur l'équation de diffusion de la chaleur. Nous montrons qu'elle n'est valide qu'a partir de quelques picosecondes après l'excitation à Cette durée correspond au temps de thermalisation du système électrons-réseau. Des simulations numériques de la diffusion de chaleur dans les couches minces ont été effectuées. Elles montrent une sensibilité pour les paramètres physiques (conductivité, diffusivité) de la couche. La résistance d'interface reste, par contre, sans grand effet dans ces simulations. L'étude des réponses photo-élastiques de bandes métalliques déposées périodiquement sur substrats fait l'objet du 3 e m e chapitre. Nous montrons que plusieurs modes de vibration peuvent être excites : des modes propres des bandes métalliques, un mode de volume, ainsi que le mode de Rayleigh. Notre technique optique d'excitation d'onde de Rayleigh a l'avantage d'être sans contact et ne nécessite pas un matériau piézo-électrique. Nous montrons que l'onde de Rayleigh ne peut être excitée que sous certaines conditions portant sur la densité du métal et sur la périodicité spatiale des bandes. Ces conditions gouvernent la détection de l'onde de surface qui n'est observée que si sa densité de puissance est dominante par rapport à celle de l'onde de volume. Outre les modes BF (mode de Rayleigh et modes propres de vibration), des modes HF centres sur quelques dizaines de gHz sont enregistres. Leurs fréquences ne dépendent pas des paramètres des bandes (densité, largeur) ; elles dépendent en revanche de l'angle d'incidence du faisceau sonde.