Conception d'une optique électrostatique à champ de vue hémisphérique pour l'étude des plasmas magnétosphériques, terrestre et planétaires

• Main Author: Morel, Xavier
• Language: fra
• Published: Université Pierre et Marie Curie - Paris VI 2012
• Subjects: [PHYS:PHYS:PHYS_PLASM-PH] Physics/Physics/Plasma Physics; [PHYS:PHYS:PHYS_PLASM-PH] Physique/Physique/Physique des plasmas; physique des plasmas spatiaux; analyseur plasma; champ de vue hémisphérique; haute résolution temporelle; simulation numérique; métallisation de plastiques; métallisation sélective de plastiques; lithographie laser UV
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062842; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/01/06/28/42/PDF/ThA_se_Xavier_Morel_VF.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/01/06/28/42/IMG/Poster_NASA_Washington_GSFC_2012_VF.png

Nous présentons le développement d'une optique électrostatique à champ de vue hémisphérique fonctionnant dans la gamme d'énergie allant de quelques eV à 30 keV et dont nous avons étudié le principe de fabrication en mettant en place un procédé de lithographie innovant. Après avoir exposé nos motivations scientifiques et l'état de l'art des optiques électrostatiques dédiées à l'étude des plasmas spatiaux, nous présentons le concept optique à la base de cet instrument. Avec deux têtes de mesure, il est possible de s'affranchir de la période de rotation des satellites pour avoir une couverture complète des directions d'arrivée des particules. La résolution temporelle des mesures n'est plus déterminée que par la rapidité du balayage en énergie de l'instrument et par sa sensibilité qui s'avère équivalente à un ensemble de 8 détecteurs classiques à champ de vue 2D. Ce concept repose sur une polarisation indépendante des faces internes et externes des électrodes. Ceci est rendu possible par l'utilisation de plastique haute performance pour la réalisation des électrodes de l'optique. Deux procédés ont été mis en place ab initio pour permettre la fabrication de l'optique au laboratoire. Le premier est un procédé de métallisation chimique, le second un procédé de lithographie laser. Leur combinaison permet de réaliser une métallisation sélective des électrodes pour assurer une décroissance linéaire du potentiel en certaines zones de l'optique afin d'éviter les phénomènes de claquage. La question de la polarisation à haute tension de l'optique est également abordé, nous montrons comment l'ablation en profondeur du polymère permet de polariser l'optique à champ de vue 3D sans affecter ses performances.