ATTOphysique

Responsable du groupe Attophysique :

Objectifs scientifiques

Le développement des lasers ultrabrefs produisant des impulsions intenses parfaitement contrôlées de quelques cycles optiques a ouvert des perspectives insoupçonnées. Il est ainsi devenu possible de contrôler leur interaction avec la matière avec une précision femtoseconde (fs) voire attoseconde (as) et, en particulier, de créer des sources secondaires de rayonnement XUV de durée attoseconde en utilisant le processus de génération d’harmoniques d’ordre élevé (HHG). Ces sources IR-fs/XUV-as avancées permettent de sonder la structure et la dynamique de la matière sur les échelles atomiques/électroniques de temps et d’espace (Angström). Les possibilités inédites de contrôle de ces dynamiques et les importantes retombées potentielles ont fait de ce domaine un sujet brûlant dans la communauté scientifique avec une concurrence internationale intense.

En se fondant sur l’expertise développée au cours des 30 dernières années, le Groupe AttoPhysique s’est donné les principaux objectifs suivants:

I) comprendre et contrôler la dynamique de rediffusion en champ laser intense d'un électron avec le cœur ionique, qui conduit à plusieurs processus importants, tels que la diffusion élastique ion-électron, l’ionisation multiple, ou la recombinaison avec émission d’impulsions attosecondes de lumière XUV;

II) développer les technologies attosecondes, c'est-à-dire la synthèse de sources attosecondes avec des propriétés contrôlées (polarisation, impulsions uniques/multiples séparées dans l'espace/temps,...), leur caractérisation avancée à l'aide de la métrologie attoseconde, la construction de lignes de lumière attoseconde intégrées, stables et fiables pour les utilisateurs;

III) développer de nouveaux types de spectroscopies (spectroscopie harmonique, spectroscopie de photo-ionisation attoseconde) utilisant l'émission attoseconde afin d'étudier les dynamiques électroniques et nucléaires ultrarapides  en phase gaz;

Thématiques Ultrafast Nanolight  : 

IV) développer de nouvelles techniques d'imagerie sans lentille avec des résolutions temporelles (atto/femto) et spatiales (nano) permettant de résoudre des dynamiques de processus variés (renversements de spin de nano-domaines magnétiques Co/Pd, imagerie de cellules biologiques);

V) Etudier la génération d’harmonique dans les solides : semiconducteurs, diélectriques, matériaux 2D (graphène, MoSe2, …), riche d’applications potentielles: production d’impulsions attosecondes « all-solid-sate », manipulations spatio-temporelles (contrôle du moment angulaire orbital ou de spin), nanoplasmonique, optoélectronique pétahertz.

Un objectif organisationnel et structurel particulièrement important a été la coordination de l’EquipEX ATTOLAB (coordinateur: B. Carré) associant 9 laboratoires des Universités Paris-Saclay et Cergy-Pontoise, et la construction d'un nouveau laboratoire à l’Orme des Merisiers pour les études de dynamique ultrarapide dans les phases gazeuse et solide, inauguré officiellement le 22/02/2017.

      

Sujets de recherche

Physique de la rediffusion en champ fort

Ionisation multiple et Image moléculaire

Génération d’Harmoniques d’ordre élevé et Impulsions attosecondes

Ultrafast Nanolight

Injection du Laser à Electrons Libres par une source harmonique

Autres applications

 

 

La recollision du paquet d’ondes électronique (EWP) dans une molécule en champ fort. Les deux voies de diffusion cohérente du EWP, la diffraction et la recombinaison radiative, contiennent une information spatiale et temporelle sur la structure nucléaire et l'orbitale électronique dans la molécule. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maj : 19/09/2018 (1149)

Voir aussi
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