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Univ. Paris-Saclay
Ionisation double de H2 avec des impulsions de quelques cycles optiques
Ionisation double de H2 avec des impulsions de quelques cycles optiques

Figure de droite : Spectres en énergie de protons issus de l’ionisation double de H2 à 10 fs en polarisation linéaire (rouge) et circulaire (bleu). La courbe pointillée en vert représente le spectre calculé pour une éjection instantanée des 2 électrons. Figure de gauche : Densité de probabilité des 2 électrons à différents temps et distances internucléaires. Sur le panneau en haut à droite, les électrons sont émis dans la même direction. Il s’agit de la recollision suivie de l’ionisation double assistée par le champ laser. Sur le panneau en bas à droite, ils sont émis en sens opposés à cause de la double auto-ionisation.

Aux éclairements inférieurs à 1014 Wcm-2, l'ionisation double de H2 est due principalement à l'excitation recollisionnelle venant du premier électron éjecté oscillant dans le champ du laser. Un modèle quantique non-Born-Oppenheimer montre que la recollision électronique produit une superposition cohérente d'états très excités qui présentent un caractère de type H+H- très prononcé. Cette excitation est suivie soit de l'ionisation double assistée par le champ laser, soit de la double auto-ionisation. Dans le premier cas, les 2 électrons sont émis dans la même direction alors que dans le second, ils sont émis en sens opposés. Voir notamment la structure en papillon sur la figure.

 

 

Aux éclairements supérieurs à 2×1014 Wcm-2, la dynamique d'ionisation double est dominée par l'émission séquentielle des 2 électrons. Les spectres de protons sont déplacés vers les grandes énergies quand la durée de l'impulsion laser est réduite jusqu'à 10 fs. Ce point constitue une différence essentielle avec l'ionisation double non séquentielle, qui est un processus intrinsèque au cycle optique. Le bon accord entre l'expérience et le calcul permet de démontrer théoriquement la dynamique ultrarapide des protons pour des durées aussi courtes que 1 femtoseconde, et le rôle important de la différence de phase enveloppe-porteuse pour des durées plus courtes que 4 fs. Finalement, l'ionisation double exaltée par résonance de charge (découverte par A. Bandrauk et coll.) ne contribue plus à l'ionisation double de H2 pour des impulsions de quelques cycles optiques, car l'ion H2+ n'a plus le temps de s'étirer jusqu'à la distance critique d'exaltation. L'utilisation de schémas d'excitation du type pompe-sonde montre que l'ionisation double exaltée par résonance de charge est un diagnostic très sensible pour la détection de pré- et post-impulsions d'une impulsion principale de durée inférieure à 10 fs.

 

C. Beylerian, S. Saugout, and C. Cornaggia, J. Phys. B 39, L105 (2006)
S. Saugout and C. Cornaggia, Phys. Rev. A 73, 041406 (2006).
S. Saugout, C. Cornaggia, A. Suzor-Weiner, and E. Charron, Phys. Rev. Lett 98, 253003 (2007)
S. Saugout, E. Charron, and C. Cornaggia, Phys. Rev. A 77, 023404 (2008)

 

 
#1225 - Màj : 11/10/2018

 

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