J. Physique Lett. 39, 165-169 (1978)
DOI: 10.1051/jphyslet:019780039011016500

Spectral analysis of backreflected light and harmonic generation in a co2 laser-target interaction experiment

C. Garban, E. Fabre, C. Stenz, C. Popovics, J. Virmont et F. Amiranoff

Laboratoire de Physique des Milieux Ionisés, Groupe de recherche du C.N.R.S., Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France

Abstract
We have studied the spectrum of the light reflected or refracted at the fundamental laser frequency and its harmonics in CO2 laser-target interaction experiments. At the fundamental frequency the spectrum shows a red component which is interpreted as due to Brillouin backscattering; it represents only a small fraction of the backscattered light. The harmonics 2 ω and 3/2 ω have been observed and their spectrum investigated. The origin of these harmonics is interpreted in term of instabilities, such as the parametric decay and the 2 plasmons instability, in laser-plasma interaction. These harmonics permit us, to determine the local electron temperature and density scale length.

Résumé
Dans des expériences d'interaction laser CO2-cible solide, nous avons étudié le spectre de la lumière réfléchie ou réfractée à la fréquence fondamentale du laser ou à ses harmoniques. L'analyse du spectre à la fréquence fondamentale fait apparaitre une raie déplacée vers le rouge qui est interprétée comme due à la rétrodiffusion Brillouin stimulée et qui correspond à une faible fraction de la lumière rétrodiffusée. Les harmoniques 2 ω et 3/2 ω ainsi que leurs spectres ont été observés; leur génération montre la présence d'instabilités paramétriques telles que la décomposition paramétrique ou l'instabilité deux plasmons dans l'interaction laser-plasma. Les harmoniques permettent de plus, d'accéder à la mesure locale de certains paramètres du plasma, tels que la température électronique et la grandeur caractéristique du gradient de densité.

PACS
5250J - Plasma production and heating by laser beams.
5270K - Optical ultraviolet, visible, infrared plasma diagnostic techniques.

Key words
Brillouin spectra -- optical harmonic generation -- plasma diagnostics -- plasma production and heating by laser beam -- backreflected light -- harmonic generation -- Brillouin backscattering -- spectral analysis -- CO sub 2 laser target interaction experiment