Ionisation Multiple et Imagerie Moléculaire
Ionisation Multiple et Imagerie Moléculaire

Figure de gauche: Carte de covariance pour la détermination des voies de fragmentation de N2 à la suite de l’émission de 4 à 6 électrons de la molécule. Figure de droite: Principe de l’excitation pompe-sonde pour l’étude des temps de dissociation de l’ion N22+ en utilisant l’explosion coulombienne sur la voie de fragmentation N2+ + N2+.

Si l'ionisation simple tunnel ne prend que quelques dizaines d'attosecondes, l'ionisation multiple peut nécessiter plusieurs cycles optiques soit plusieurs femtosecondes dans le cas de l'émission séquentielle des électrons. Dans les molécules, l'éjection des électrons de valence conduit à la multifragmentation appelée explosion coulombienne. En principe, l'explosion coulombienne permet d'imager la position des atomes au sein de la molécule pourvu que la durée de l'émission électronique reste faible devant les temps caractéristiques de vibration nucléaire. Aussi la résolution temporelle revêt-t-elle un aspect majeur de nos recherches afin d'être compétitif avec les techniques d'ionisation multiple sur accélérateurs dont les temps caractéristiques sont de l'ordre de la dizaine d'attosecondes. Outre sa compacité, l'intérêt de l'excitation laser réside dans les possibilités d'analyse temporelle de molécules excitées en utilisant les techniques pompe-sonde. Par ailleurs, les impulsions de quelques cycles optiques ouvrent la voie à l'étude de relaxations électroniques et nucléaires à l'échelle de la femtoseconde. Les molécules étudiées vont de l'hydrogène moléculaire aux polyatomiques simples. La réponse atomique et moléculaire est analysée grâce aux techniques de détection d'ions multichargés par temps de vol, de mesure d'impulsion initiale et d'énergie d'ion, de corrélations d'ions pour déterminer les voies de multifragmentation, et de fluorescence UVX.

 

 

En 2008, nous avons démarré un projet alternatif d'imagerie ultrarapide basé sur l'ionisation simple et la diffraction sur le cœur ionique de l'électron éjecté qui oscille dans le champ du laser. La première étape du projet consiste à rechercher la signature moléculaire dans le spectre en énergie de l'électron émis en fonction de l'angle entre la polarisation du laser et l'axe moléculaire.

 Nos recherches portent principalement sur:


 

 La génération d'impulsions laser de quelques cycles optiques
 L'ionisation double de H2
 L'ionisation multiple et l'explosion coulombienne
 La diffraction femtoseconde du photoélectron


 

Par ailleurs, nous collaborons avec différents groupes théoriques pour les aspects de modélisation de l'ionisation simple et multiple en champ laser intense. En outre nous fournissons du temps de faisceau laser à des équipes expérimentales françaises et européennes (voir Collaborations). Les expériences d'ionisation multiple induite par laser sont bien adaptées à la formation d'ingénieurs et de jeunes chercheurs en physique atomique et moléculaire, en physique des lasers ultrabrefs, en détection de photons et de particules chargées, ainsi qu'aux aspects numériques des modèles théoriques (voir Photos)

 

Maj : 31/05/2018 (1223)

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