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Explosion coulombienne de H2 induite par
une impulsion laser intense sub-10 fs
Sébastien SAUGOUT
Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université Paris-Sud Service des Photons, Atomes et Molécules, CEA-Saclay
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Introduction
Réduction d’un facteur 1011 dans le visible et proche IR
Tvib(H2) = 7,5 fs
3,8 fs : Schenkel et coll. Opt. Lett. 28 (2003)
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Objectif
Etude de processus physiques ultrarapides
→ Prix Nobel de Chimie 1999 : Ahmed H. ZewailEtude des états transitoires des réactions chimiques
par spectroscopie femtoseconde
H2, molécule neutre la plus légère :
• Sensible aux impulsions laser ultracourtes • Modélisation ab initio
Sonde pour les impulsions fsCadre expérimental et théorique
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0 2 4 6-40
-20
0
20
40
60
80
H+ + H+
H + H
En
erg
ie p
ote
nti
elle
/ eV
Distance internucléaire R / u.a.
Ionisation double directe
2 principaux types d’ionisation :
Ionisation double explosion coulombienne : H2 + laser H+ + H+ + e- + e-
Voie H+ + H+ : potentiel purement coulombien
Molécule H2
1
R
X 1Σg+
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0 2 4 6-40
-20
0
20
40
60
80
H+ + H
H+ + H+
H + H
En
erg
ie p
ote
nti
elle
/ eV
Distance internucléaire R / u.a.
1
R Ionisation double séquentielle
2 principaux types d’ionisation :
Ionisation double explosion coulombienne : H2 + laser H+ + H+ + e- + e-
Voie H+ + H+ : potentiel purement coulombien
Ionisation double directe
Molécule H2
Etude de la dynamique de l’ionisation double
X 2Σg+
X 1Σg+
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0 2 4 6-40
-20
0
20
40
60
80
H+ + H
H+ + H+
H + H
En
erg
ie p
ote
nti
elle
/ eV
Distance internucléaire R / u.a.
Ionisation double explosion coulombienne : H2 + laser H+ + H+ + e- + e-
Molécule H2 Molécule O2
0 2 4 6-40
-20
0
20
40
60
80
O2
4+
[U(R
) -
2E(O
2+, 3 P
) ]
/ eV
R / u.a.
Voie H+ + H+ : potentiel purement coulombien
O2+ + O2+
4
R1
R
X 1Σg+
X 2Σg+
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II. Dispositif expérimental
III. Effet de la durée d’impulsion laser
IV. Sensibilité à une post-impulsion
V. Mécanismes d’ionisation double
VI. Conclusion et perspectives
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intˆ ˆ ˆ ˆ
R el cH T T V H Hamiltonien :
Potentiel :
α(R) et β(R) sont des fonctions de R :Courbes de potentiel de H2 (X 1g
+ ) et H2+ (X 2g
+)bien reproduites
1 2 1 2ˆ, , , , , ,i t Hz tR
tzRz z
Schrödinger :
Trot(H2) = 270 fs Polarisation linéaire
1 2
1 1 1 1
2 2iC
i iR R Rz z zV
z
1
2
2
2
22 2
2
1 1 1
2 2
1
C
ii
iz zR R R R
z
VR
Rz
3 degrés de liberté
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Champ laser
Paramètres physiques :- λ = 800 nm- τ = 1 à 10 fs- I0 = 1013 à 1015 W.cm-2
Interaction radiative : 1 2intˆ ( ) ( )z zH E t
0( ) . ( ).cos( . )E t E f t t
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Méthode de «l’opérateur fractionné »
Propagation temporelle
ˆ ( ) exp( ) eˆ x ˆ ˆp( ) exp(- )2 2
dt dtU t dt t i i dt iT V T
Espace des vitesses Espace des vitessesEspace des positions
Densités de probabilité
|Ψ(R,z1,z2,t=0)|²
0 1 2 3Distance R / u.a.
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Définition de 3 zones :« zone H2 »
Z1
Z2
Cartographie électronique
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »
Z1
Z2
Cartographie électronique
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Z1
Z2
Cartographie électronique
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Ionisation simple Z1
Z2
Cartographie électronique
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Ionisation simpleIonisation double
séquentielle
Z1
Z2
Cartographie électronique
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Ionisation simpleIonisation double
séquentielleIonisation double directe
Limites : • I < 2.1015 W.cm-2
• τ < 12 fs
Z1
Z2
Cartographie électronique
Spectre d’énergie cinétique :Analyse dans la « zone H+ +
H+ »
( ) ( )P E dE P R dR
E = 1/R
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III. Effet de la durée d’impulsion laser
IV. Sensibilité à une post-impulsion
V. Mécanismes d’ionisation double
VI. Conclusion et perspectives
I. Modèle théorique
II. Dispositif expérimental
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Source laser kHz
40 fs / 600 µJ
Source laser kHz
40 fs / 600 µJ
Réduction durée10 fs / 200 µJ
Réduction durée10 fs / 200 µJ
Autocorrélateur interférométriqueAutocorrélateur
interférométrique
SpectromètreSpectromètre
Détection d’ionsDétection d’ions
λ / nm
Délai / fs
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Source laser femtoseconde « kHz »600 µJ / 40 fs
Fibre creuse remplie d’argon f
Compresseur :
Miroirs « chirpés »
-70fs²/réflexion
Réduction de la durée
Impulsion finale :
200 µJ / 10 fs
Automodulation de phase
Elargissement du spectre
Dispersion de temps de groupe (DTG)
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4
( ) ( ( ) ( ))g E t E t dt
Autocorrélation interférométrique
Méthode optique indirecte de mesure de durée :
En routine : 10 fsDurées les plus courtes : 7 fs
Délai / fs
Sig
nal d
’aut
ocor
réla
tion
/ un
it. a
rb.
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0
c
T TqF
p
Détection d’ions
Détection d’ions par spectrométrie de masse à temps de vol T : ion de masse m, de charge q et d’impulsion p
Type Wiley – Mc Laren
où 0
mT
q
Fc
Dans l’axe du détecteur
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Covariance
3000 4000 500010-5
10-3
10-1
101
H2
+H+
Ion
sig
na
l
Time of flight / nsTemps de vol / ns
Sig
nal d
’ion
0 2 4 6 8 10 1210-4
10-3
10-2
10-1
100
101
Pro
ton
sig
na
l
Energy(H+) / eV
Spectres d’énergie H+ + H, H+ + H+
Sig
nal d
e pr
oton
Ec de chaque proton / eV
Méthode statistique permettant de discriminer la voie de fragmentation H+ + H+
Temps de vol de H+
Tem
ps d
e vo
l de
H+
H+fH+
b
Fc
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Comparaison expérience - théorie
Spectres normalisés au pic d’explosion coulombienneDurée d’impulsion : 10 fs Eclairement :
4.5x1014W.cm-2
H+ + H+
H+ + H
Ec de chaque proton / eV
Sig
nal d
e pr
oton
/ un
it. a
rb. Expérience
Théorie
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III. Effet de la durée d’impulsion laser
1. Résultats de 1 à 40 fs2. Optimisation in situ de la durée3. Influence de la phase absolue
IV. Sensibilité à une post-impulsion
V. Mécanismes d’ionisation double
VI. Conclusion et perspectives
I. Modèle théorique
II. Dispositif expérimental
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Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
Eclairement de 8.1014 W.cm-2
Ionisation double instantanée
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Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
1fs
Ionisation double instantanée
Eclairement de 8.1014 W.cm-2
![Page 27: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/27.jpg)
Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
2fs
Ionisation double instantanée
Eclairement de 8.1014 W.cm-2
1fs
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Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
Eclairement de 8.1014 W.cm-2
4fs 1fs 2fs
Ionisation double instantanée
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Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
10fs
Ionisation double instantanée
Eclairement de 8.1014 W.cm-2
1fs 2fs
4fs
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Eclairement de 8.1014 W.cm-2
1fs 2fs
4fs 10fs
Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
Ionisation double instantanée
![Page 31: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/31.jpg)
Eclairement de 8.1014 W.cm-2
1fs 2fs
4fs 10fs
40fs
Spectre de protons en fonction de la durée d’impulsion
Ionisation double instantanée
![Page 32: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/32.jpg)
Densité nucléaire de H+ + H+ à 8.1014 W.cm-2Dynamique nucléaire
Durée : 1 fs Durée : 4 fs
« zone H+ + H+ »« zone H+ + H+ »
400 as
1,7 u.a.
1,8 u.a.
2,1 u.a.
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Optimisation in situ de la durée de l’impulsion
Silice :+36 fs²/mm
Sig
nal d
e pr
oton
/ un
it.
arb.
Surcompensation de la dispersion de temps de groupeVariation d’une épaisseur de silice fondue
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Impulsions normalisées d’une durée de 2 fs
Effet de la phase absolue0
( ) . ( ).cos( . )E t E f t t
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Augmentation de l’effet de la phase avec la diminution de la durée d’impulsion
Effet de la phase absolue
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II. Dispositif expérimental
III. Effet de la durée d’impulsion laser
IV. Sensibilité à une post-impulsion
V. Mécanismes d’ionisation double
VI. Conclusion et perspectives
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Présence de satellites secondaires
Autocorrélations interférométriques
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Impulsion unique
Durée : 10 fs
0 2 4 6 8 10 12 1410-4
10-3
10-2
10-1
100
101
Sig
nal
de
pro
ton
/ u
nit
. arb
.
Ec de chaque proton / eV
Impulsion optimisée I = 3,2.1015 W.cm-2
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Durée : 10 fs
Impulsion non optimisée :
pas de compensation de la DTG
0 2 4 6 8 10 12 1410-4
10-3
10-2
10-1
100
101
Sig
nal
de
pro
ton
/ u
nit
. arb
.
Ec de chaque proton / eV
Impulsion optimisée I = 3,2.1015 W.cm-2
Impulsion non optimisée
Impulsion unique
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Expérience pompe-sonde
Durée : 10 fs
La pompe et la sonde sont optimisées
Pompe seule I = 1,4.1015 W.cm-2
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Expérience pompe-sonde
Durée : 10 fs
La pompe et la sonde sont optimisées
Sonde seule I = 3,4.1013 W.cm-2
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Expérience pompe-sonde
Durée : 10 fs
La pompe et la sonde sont optimisées
Pompe seule I = 1,4.1015 W.cm-2
Sonde seule I = 3,4.1013 W.cm-2
Pompe puis sonde retardée de 24 fs
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II. Dispositif expérimentalIII. Effet de la durée
d’impulsion laser
IV. Sensibilité à une post-impulsion
V. Mécanismes d’ionisation double
1. Mise en évidence expérimentale de la recollision
2. Etude théorique des mécanismes
VI. Conclusion et perspectives
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Mécanisme de recollision
K. Kulander et coll. PRL, 70, 1599 (1993)P.B. Corkum PRL 71, 1994 (1993)
Ip= 15,4 eV
Ionisation tunnel
Elaser
1 Accélération dansle champ laser
2
Ec
3Génération d’harmonique
A+ + e- -> A + hυXUV
Diffusion
A+ + e- -> A+ + e-
3 Ionisation double
A+ + e- -> A2+ + e- + e-
3
Laser en polarisation linéaire
( , ) ( ) . ( )c
z zV t V qz E t
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Ionisation double non séquentielle de H2
Mise en évidence des protons issus de la recollision
0 2 4 6 8 10 12 14 1610-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
Sig
nal d
e pr
oton
/ un
it. a
rb.
Ec de chaque proton / eV
Polar. circulaire
![Page 46: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/46.jpg)
0 2 4 6 8 10 12 14 1610-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
Sig
nal d
e pr
oton
/ un
it. a
rb.
Ec de chaque proton / eV
Polarisation circulaire
Polarisation linéaire
Ionisation double non séquentielle de H2
Mise en évidence des protons issus de la recollision
Polar. circulaire
Polar. linéaireτ ≈ 1,33 fs
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Taux d’ionisation Impulsion laser : 1 fs φ=π/2 5.1014 W.cm-2
Ioni
sati
ondo
uble
Ioni
sati
onsi
mpl
eC
ham
pél
ectr
ique
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Cartographie électronique
Z1
Z2
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Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Ionisation double séquentielle
Z1
Z2
Cartographie électronique
![Page 50: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/50.jpg)
Définition de 3 zones :« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Ionisation double séquentielle
Ionisation double directe
Z1
Z2
Cartographie électronique
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Dynamique électroniqueC
ham
p é
lect
riq
ue
t / fs t / fs t / fs
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Dynamique électronique… la même chose en mouvement !
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Spectres d’énergie
Ec de chaque proton / eV
Autoionisation
Recollision
Sig
nal d
e pr
oton
/ un
it. a
rb.
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II. Dispositif expérimental
III. Effet de la durée d’impulsion laser
IV. Sensibilité à une post-impulsion
V. Mécanismes d’ionisation double
VI. Conclusion et perspectives
![Page 55: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/55.jpg)
Conclusion
• Optimisation d’une source laser ultra-courte cadencée au kHz• Durée nominale : 10fs, optimale : 7fs, 200 µJ et I > 1015 Wcm-2
• Développement d’un modèle théorique basé sur l’équation de Schrödinger• Dynamique électronique et nucléaire, bon accord théorie-
expérience
• Effet de la durée d’impulsion laser• Sensibilité du spectre de protons dans la gamme de durée 5 fs -
40 fs• Optimisation la durée de l’impulsion in situ• Mise en évidence de l’influence de la phase absolue
• Détection d’une pré- et post-impulsion• H2 est sensible à la forme temporelle de l’impulsion laser
• Etude des mécanismes d’ionisation double• Mise en évidence expérimentale de protons issus de la recollision• Analyse théorique des différents mécanismes
H2 : Sonde sensible aux impulsions laser intenses sub-10 fs
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• Mécanisme de recollision : dynamique électronique
• Blocage de la phase absolue • Spectrométrie de photoélectrons• Modèle théorique à 2 dimensions spatiales pour chaque électron
Perspectives
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Oscillateur Ti:Sa
femtoseconde
Oscillateur Ti:Sa
femtoseconde
Etireur àréseau
Etireur àréseau
2 nJ27 fs
800 nm = 50 nm
76 MHz
250 ps
Amplificateurrégénératif
Amplificateurrégénératif
Pompe
1 kHz9 mJ
527 nm
1,2 mJ250 ps800 nm1 kHz
Compresseur àréseaux
Compresseur àréseaux
600 µJ40 fs800 nm et = 25 nm1 kHz
Pompe Argon Ionisé
YLFNd :3
Dispositif expérimental
Le laser source « kHz »
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Expérience Explosion Coulombienne (1) Expérience
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Les principaux outils d’analyse :
La fonction d’onde électronique à R et t fixés
II. Etude théorique - Modèle
idoinezone
dRdttzzRzzP.
2121²),,,(),(
![Page 60: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/60.jpg)
II. Etude théorique - Modèle
Précision du modèle : signal sur 9 ordres de grandeur
Impulsion de 10fs
Changer l’échelle
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Méthode du «Split operator »
Modèle – Propagation temporelle
BOUCLE DE PROPAGATION TEMPORELLE
int
HVC
)(t
FFT
FFT-1
)( dtt
FFT-1
FFT
~2k
Espace des vitesses Espace des vitessesEspace des positions
~2k
|Ψ(z1,z2)|² initiale
|Ψ(R)|² initiale
3
2 2ˆ ( ) exp( ) exp( ) exp( ) ( )
i it iU t dt t t
T Tt
V t
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Le piédestal augmente la largeur à mi-hauteur
Caractérisation de la durée
Calcul de DTG au 2e ordre :
E(SiO2) LMH0 mm 10
fs1 mm 14
fs2 mm 22
fs3 mm 32
fs4 mm 41
fs5 mm 51
fs
![Page 63: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/63.jpg)
1015 W.cm-2
4 cycles optiques
Modélisation théorique
Temps / fs Energie cinétique / eV
Ecl
aire
men
t
Sig
nal
de
pro
ton
/ u
nit
. arb
.
![Page 64: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/64.jpg)
1014 W.cm-2
4 C.O.
Le pic à basse énergie vient d’un piédestal dans l’impulsionH2 est sensible à la qualité temporelle de l’impulsion
1015 W.cm-2
4 cycles optiques
Modélisation théorique
Ecl
aire
men
t
Sig
nal
de
pro
ton
/ u
nit
. arb
.
Temps / fs Energie cinétique / eV
![Page 65: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/65.jpg)
Atténuation de l’effet de la phase avec l’augmentation de la durée d’impulsion
Effet de la phase absolue
![Page 66: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/66.jpg)
0
Modèle théorique
τ < 40 fs et Trot(H2)= 270 fs => mouvement rotationnel gelé
Discrimination angulaire expérimentale=> détection des protons initialement alignés selon l’axe du détecteur
Laser polarisé linéairement => mouvement unidimensionnel des électrons
Ψ(R, z1, z2, t)3 dimensions spatiales traitées quantiquement
![Page 67: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/67.jpg)
1 2 1
2
2( ) ( , , , ) ²z z z zE tRP dR d
Distribution d’énergie cinétique par projection sur la courbe H+ + H+
Outil d’analyse
Dans la zone H+ + H+ :
1/E Ravec( ) ( )P E Rd P RE d
![Page 68: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/68.jpg)
Molécule H2
2 principaux types d’ionisation :
Ionisation double directeIonisation double séquentielle
Charge Resonant Enhanced IonizationChelkowski et coll., Phys Rev. A, 48 (1993)
H+ + H+
Rc
Principe de mesure et de calcul
Ionisation double => explosion coulombienne : H2 + laser -> H+ + H+ + e- + e-
Etude des dynamiques des différentes voies de fragmentation
![Page 69: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/69.jpg)
Impulsion laser : • 1 cycle optique• 7x1014 W.cm-2
• φ = π/2
1. E(t) non modifié
1. 2.
2. E(t) « tronqué »
Temps / fs Temps / fs
Ch
amp
éle
ctri
qu
eDynamique nucléaire
Ch
amp
éle
ctri
qu
e
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1 2 1 2( , ) ( , , , ) ²z z zP t t d dzR R
« zone H2 »
Dynamique nucléaire
![Page 71: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/71.jpg)
Introduction : objectifs
Caractérisation d’impulsions laser intense de durée < 10 fsdétecteur ultra-rapide : molécule d’hydrogène
P. Agostini et L. Di Mauro, Rep. Prog. Phys. 67, 813 (2004)
![Page 72: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/72.jpg)
Grille de résolution numérique
Calcul sur grilles en z1, z2 et R« zone H2 »« zone H2
+ »« zone H+ + H+ »
Ionisation double séquentielle
Ionisation double directe
50 ua
50 ua
-50 ua
-50 ua
Limite en R => limite en durée d’impulsion : 10 fs
Limite en z => limite en éclairement : 5.1015 W.cm-2
dt = 1 asdR = 0,02 uadz = 0,4 ua
![Page 73: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/73.jpg)
1 2 1 22
1( ) ( , , , ) ²
cP E t d zR z
Rz z d
Distribution d’énergie cinétique par projection sur la courbe H+ + H+
Outil d’analyse
Dans la zone H+ + H+ :
![Page 74: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/74.jpg)
Impulsions de 10 fs Eclairement de 1014 à 8.1014 W.cm-2
Effet d’éclairement
![Page 75: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/75.jpg)
Expérience Explosion Coulombienne (1) Expérience
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Automodulation de phase
]²exp[),( 0 zAiATzA
La phase dépend de l’éclairement I|A|²
dT
AdK
Tinst
²0
Création de nouvelles fréquences :
II.
AAiz
A 2
Equation :
Solution :
![Page 77: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/77.jpg)
Dispersion de temps de groupe
Vitesse dépendant de dans le gaz rare
Milieu dispersif
z
A t donné
...)(2
1)()()( 2
02010 c
n
0
n
n
nd
dgV
1 Dispersion de Temps
de Groupe
II.
Mathématiquement :
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Compression temporelle
21
n1 > n2
12
Introduction de Dispersion de Temps de Groupe négative
sur une large bande spectrale
Remise en phase des composantes spectrales :
0222 ncompressioimpulsionfinale
II.
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Oscillateur
Blocage de modes en phase
),(),( 20 trInntrn
n2 : indice non-linéaire
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Etireur à réseaux
bleu
rouge
entré
e
sorti
e
![Page 81: Explosion coulombienne de H 2 induite par une impulsion laser intense sub-10 fs Sébastien SAUGOUT Laboratoire de Photophysique Moléculaire, Université](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062318/551d9d82497959293b8bb928/html5/thumbnails/81.jpg)
Amplificateur régénératif
•V = 0 => Pockels /4 : impulsion injectée•V = V1 => Pockels /2 : impulsion piégée Amplification•V = V2 => Pockels 3/4: impulsion éjectée
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Miroirs « chirpés »
Dispersion en fonction de la longueur d’onde
Réflectivité en fonction de lalongueur d’onde
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Autocorrélateur Interférométrique
Laser
partie fixe
E(t) + E(t-)
cx2
Méthode de Michelson
Dédoublage et décalage
Interférences
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Plan de la fibre
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Projet de réduction de la durée
Fibre creuse de 700 mm dans une enceinteGaz inerte (Argon) de pression 0 à 2 bar
Propagation de l ’impulsion dans la fibre : 3 phénomènes physiques• Absorption• Automodulation de phase• Dispersion de temps de groupe
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Deux régimes différents avec 4 cycles optiques (LMH = 4,2fs)
Mécanismes direct et séquentiel
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CEP influence
Same behaviour over a intensity
range from 2 to 8 x 1014 W.cm-2
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Charge-Resonance-Enhanced Ionization
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Charge-Resonance-Enhanced Ionization
T.Zuo and A. D. Bandrauk, Phys. Rev. A, 52, R2511 (1995)