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UVX 1992 : 1er Colloque sur les Sources cohérentes et incohérentes UV, VUV et X

UVX 1992 - 1er Colloque sur les Sources cohérentes et incohérentes UV, VUV et X - Applications et développements récents
Carry-le-Rouet, France, France, 13-15 avril 1992
Christine Bamière et Marie-Claude Castex (Eds.)
Publié dans Annales de physique, Vol. 17 No. C1 (octobre 1992)

Présentation

Les nombreux progrès réalisés dans le domaine des lasers de puissance UV et VUV, le développement grandissant des techniques de plasma laser et l'apparition de nouvelles sources XUV, ouvrent un large champ d'applications dans des domaines aussi variés que la physique des lasers, la lithographie, le traitement des matériaux, la photochimie, la médecine et le génie biologique, l'information et la communication.

Le domaine des XUV concerne une communauté très large mais encore cloisonnée entre disciplines différentes. Alors que l'interdisciplinarité jour un rôle croissant dans toute la recherche, l'utilité d'un colloque national interdisciplinaire, organisé conjointement par le CNRS et le SGDN sur le thème des sources XUV et leurs applications, s'est décidée à l'issue de la journée d'étude du SGDN sur les lasers et leurs applications en novembre 1990. Avec l'aide d'André BOUCHOULE, représentant la direction du département SPI du CNRS, s'est constitué un comité d'organisation qui comportait, outre le CNRS et le SGDN, le Ministère de la Recherche, le Commissariat à l'Energie Atomique, la DRET ainsi que des industriels (SOPRA, Thomson, Aérospatial).

Le programme du colloque a été établi de façon à regrouper des chercheurs et des industriels aux spécificités souvent complémentaires et favoriser de nouvelles collaborations entre les laboratoires et l'industrie. Avec 25 exposés oraux, 2 séances d'affiches et 2 tables rondes, cette réunion devait permettre, grâce aux échanges d'informations et de connaissances, de dresser un bilan de la " production et des applications du photon à haute énergie ".

" UVX 92 ", premier colloque national interdisciplinaire sur les applications et les développements récents des sources cohérentes et incohérentes VUV et XUV, s'est tenu au centre Vacanciel de Carry-le-Rouet du 13 au 15 avril 1992.

La première journée de ce colloque fut tout d'abord consacrée aux lasers à excimères avec un aperçu par marc STEHLE de l'état de leurs performances et de leurs développements et une présentation par Vincent BAUDINAUD, Sigrid AVRILLIER et Michel GROSS sur les applications de ces lasers dans le domaine des matériaux et en médecine. Les lasers à excimères, dont les performances s'améliorent chaque année davantage, grâce aux techniques de photo-déclenchement par préionisation X ou par effet corona et à l'emploi de gaz aux puretés accrues, avec des dispositifs de recirculation ou d'écoulement rapide, devraient atteindre bientôt des puissances moyennes de 1KW. Les perfectionnements apportés reposent sur une interpénétration de différentes maîtrises technologiques, mais aussi, sur la compréhension théorique d'un milieu où des inhomogénéités sont causes d'instabilités dans le fonctionnement du laser. Deux exposés, sur la modélisation de plasmas produits par décharges électriques par Leanne PITCHFORD-BŒUF et sur la modélisation de lasers à exciplexes excités par décharges par jean BRETAGNE, devaient montrer la complexité du problème.

Cette première session présidée par André BOUCHOULE, a été suivie par une session consacrée à la production, la détection et la calibration de rayons X créés par laser, sous la présidence d'André ANTONETTI. René BENATTAR devait tout d'abord exposer les problèmes liés à la " calibration " de plasmas X. Puis Jean-Claude GAUTHIER présenta les bases de la modélisation de l'émission X d'un plasma créé par laser en insistant tout particulièrement sur les simulations hydrodynamiques et sur les calculs collisionnel-radiatifs décrivant la dynamique d'ionisation. François SALIN donna un aperçu des derniers progrès réalisés sur les lasers de puissance femtosecondes qui permettent désormais d'obtenir des plasmas X fs dont la production devait être ensuite discutée par André MYSYROWICZ. Cette session s'est terminée par deux exposés sur l'instrumentation XUV. Michel POUEY rappela les concepts fondamentaux d'intensité lumineuse et les grandeurs photométriques. Daniel SCHIRMANN fit le point sur les progrès remarquables les plus récents réalisés en cinématographie ultrarapide dans le domaine des caméras à balayage de fente et des tubes obturateurs d'image, des photoconducteurs et de la détection d'images par dispositifs à transfert de charges (CCD amincis).

La deuxième journée du colloque devait permettre, dans une première session présidée par Daniel HENRY, de discuter des qualités de différentes sources utiles aux applications de transformation de la matière. Jean-Claude ANDRE illustra par quelques exemples l'intérêt présenté par des sources UV et XUV pour promouvoir de nouvelles actions (transformations photochimiques et interactions lumière/matière telles que lithographie).

Irène NENNER présenta les principales caractéristiques du rayonnement synchrotron (RS) et ses multiples possibilités pour le domaine XUV. Super ACO, créé en 1981, fonctionne avec des positrons de 0.8 GeV et possède 5 sections droites utilisables pour des onduleurs et des wigglers. La machine ESRF de 6GeV, en voie d'achèvement à Grenoble, permettra de satisfaire une bonne partie des besoins dans le domaine des X au-dessus de 10 keV. En complément, une nouvelle machine, SOLEIL, est en cours d'étude au LURE pour le domaine des XUV < 10 keV. Une des applications industrielles du RS devait ensuite être discutée par Françoise ROUSSEAU dans une présentation des avantages et des inconvénients des différentes techniques lithographiques. La lithographie X par proximité (0.5 - 5 nm) peut-être en effet considérée comme la relève probable de la lithographie optique (150 - 400 nm) pour la production des circuits imprimés à très forte intégration (<0.1µ). Des anneaux de petite taille, spécialement conçus pour les industriels (par exemple : NTT ou IBM), fonctionnent aujourd'hui. En compétition, les sources X à plasma laser présentent l'avantage de la compaticité sans être, peut-être encore assez brillantes. La lithographie X par projection connaît également un regain d'intérêt grâce aux progrès réalisés dans le domaine de la fabrication des miroirs multicouches.

Après un bref rappel des principes et des problèmes rencontrés dans la fabrication d'empilements multicouches à l'échelle nanométrique, Pierre BOHER devait alors présenter les possibilités théoriques et pratiques des miroirs à rayon X avec quelques exemples des réalisations effectuées au LEP. Christophe WYON et Jean-Louis LEMAIRE exposèrent ensuite les progrès réalisés sur les nouveaux matériaux non linéaires (BBO, LBO) et les techniques de conversion de fréquence. Les qualités du rayonnement cohérent créé (intensité, finesse spectrales) permettent désormais le développement de techniques spectroscopiques de plus en plus élaborées dans le domaine VUV et XUV.

Une deuxième session, présidée par jean VIRMONT, fut consacrée aux techniques de spectroscopie résolue dans le temps basées sur l'utilisation du RS. L'exposé de Jean-Claude BROCHON donnait un aperçu de l'apport de la fluorescence résolue en temps à l'étude des molécules biologiques. François WUILLEUMIER démontrait les possibilités offertes par la combinaison du RS avec des sources lasers comme sonde de la matière dans des situations hors équilibre.

La troisième journée du colloque commença, sous la présidence de Pascal BRADU, par une revue présentée par Bernard FONTAINE, des nouvelles sources VUV (50-200 nm) à pompage collisionnel. Une description des progrès très récents obtenus fut donnée pour quelques systèmes particulièrement intéressants tels que les exciplexes ioniques (gaz rare-alcalin, alcalin-halogène), les décharges de surface sur ferrite formée, le laser KrCl en régime d'impulsions longues… Les exposés qui suivirent démontrèrent les possibilités offertes par différentes types de décharges. Les décharges contrôlées par diélectriques, décrites par Jean-Michel POUVESLE, sont des sources UV et VUV de très bon rendement et d'une grande flexibilité. Les décharges de type pseudospark, présentées par Daniel PIGACHE, sont intéressantes comme sources d'X mous quasi-ponctuelles et impulsionnelles, tandis que les plasmas de striction magnétique discutés par Bernard ETLICHER, constituent des sources de rayonnement X intenses entre 2 et 10 keV.

Les derniers exposés du colloque furent consacrés aux sources X avec une présentation de résultats récents obtenus dans le domaine de la biologie et sur le laser X à 236 Å. Denis JOYEUX rappela les difficultés rencontrées en imagerie X et les contraintes imposées par la microscopie en X mous. Roger FOURME démontra l'intérêt présenté par l'utilisation du RS et la technique de diffraction des rayons X par des monocristaux, qui est actuellement la méthode physique qui permet l'étude la plus détaillée de l'architecture tridimensionnelle des macromolécules biologiques. Enfin, Gérard JAMELOT présenta les résultats d'une expérience récente, en collaboration avec le Rutherford Appleton Laboratory, qui a permis d'aboutir à la première démonstration de la saturation d'une émission X amplifiée à 236 Å avec l'emploi d'une demi-cavité à miroir multicouche. La brillance du laser est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle des sources les plus intenses dans ce domaine spectral.

En complément des exposés invités, les séances d'affiches et les deux tables rondes ont permis des discussions très animées entre les participants. Une table ronde sur les micro-techniques, présidée par Jean-Jacques GAGNEPAIN, Directeur du Département sciences pour l'ingénieur du CNRS, et regroupant Daniel HENRY, Alain CATHERINOT, Jean-Claude ANDRE, Françoise ROUSSEAUX et Sylvain LAZARE, permit de dresser un bilan des différents besoins en micro et nano-technologies dans des domaines aussi variés que l'électronique, la mécanique, les matériaux, le génie médical et biologique. Les différentes interventions devaient démontrer quel enjeu représentait la maîtrise de ces techniques.

Une deuxième table ronde présidée par Pierre JAEGLE et regroupant Pierre BOHER, Patrice DAVI, Gérard JAMELOT, Denis JOYEUX et Bruno LAGARDE, eut pour thème " A quoi pourrait servir une source cohérente à 50 eV ? ". Les interventions mirent en évidence des applications potentielles intéressantes dans le domaine de la physico-chimie des surfaces et des interfaces.

La réussite d' " UVX92 ", qui a rassemblé une centaine de chercheurs et industriels, n'a été possible que grâce au dévouement du Comité d'organisation, au soutien d'organismes nationaux (CNRS, SGDN, DRET, MRE), du CEA et des industriels (Aérospatiale, SOPRA, Thomson), de l'aide de la SFO et à la participation d'entreprises industrielles. Que tous soient remerciés ici d'avoir permis à " UVX92 " de s'être déroulé dans les meilleures conditions.

Avec une ambiance très conviviale, " UVX 92 " a su être un lieu de rencontre et d'échange où se sont concrétisés de nombreux projets et de nouvelles collaborations. Le succès rencontré par " UVX 92 " confirme l'utilité d'une prochaine conférence qui pourrait être organisée en 1994.

Organisateurs, Comité scientifique

Parrainages

• CNRS
• SGDN
• DGA (DRET)
• CEA
• Ministère de la Recherche et de la Technologie
• L'Aérospatiale
• Thomson.