Sonde de Langmuir HidenESPion pour cartographie 3D
CRYOSCAN propose en collaboration avec Hiden Analytical des manipulateurs tridimensionnels équipés de sondes de Langmuir ESPion (compensées RF ou non). La solidité du design associée à la qualité de fabrication des pièces mécaniques assurent une grande précision de positionnement de la sonde, ce qui permet la réalisation de cartographie 3D des plasmas ( potentiels électriques, densités, température électronique).L’ensemble comprend une suite logicielle permettant la programmation rapide de plusieurs milliers de positions de la sonde, ainsi que l’enregistrement automatique des caractéristiques courant-tension (I-V). Testé en plasma basse pression, notre produit est compatible avec la grande majorité des plasmas de laboratoires.
Notre sonde de Langmuir automatisée a été développée pour l’étude des interactions entre les plasmas « basse pression » et une antenne radio-fréquences. Elle a été utilisée pour cartographier en 3D les caractéristiques physique de plasmas d’Argon et d’Hélium dans la zone entourant l’antenne.Les potentiels flottants et plasmas, ainsi que la température électronique, sont directement obtenus à partir des caractéristiques courant-tension et leur procédure de détermination peut être appliquée automatiquement. Les densités ioniques et électroniques demandent généralement une vérification manuelle.
Les résultats obtenus à partir de telles mesures ont été publiés (cf Publications scientifiques) et présentés lors de colloques internationaux.
Les antennes Radio-Fréquences (RF) sont largement utilisées dans les plasmas. Dans les machines de fusion nucléaire comme le tokamak international ITER, les antennes ICRH (Ion Cyclotron Resonance Frequency) sont généralement le principal moyen de chauffage additionnel du plasma. Dans les laboratoires, les antennes RF sont utilisées pour générer le plasma, comme dans les magnétrons où les électrons sont excités grâce à une onde à 2.45GHz.
Même si ces antennes sont utilisées depuis des décennies, les interactions plasma-paroi font toujours l’objet d’intenses recherches. La figure ci-contre présente une carte 3D du potentiel plasma dans le voisinage d’une telle antenne dans un plasma faiblement collisionel d’Argon, étudié grâce à notre sonde de Langmuir automatisée. La gaine de Debye, de l’ordre de 1cm, est visible autour de l’antenne (en gris). Le potentiel plasma reste constant au dessus de l’antenne et jusqu’à 15cm de son axe, avant de décroitre graduellement avec la distance.
L’étude complète de ces plasma peut être trouvée dans les publications listées dans l’onglet Publications scientifiques.