AttoPhysics

Head of Attophysic group :

Scientific goals

In the last ten years, the development of perfectly controlled femtosecond laser pulses at high intensities and few-cycle duration has opened a whole new range of opportunities. Indeed, this allows controlling with fs/as precision their interaction with matter and, in particular, creating secondary sources of XUV radiation in the attosecond range (1 as= 10-18 s) using the high harmonic generation (HHG) process. These advanced femtosecond/attosecond sources allow probing the structure and dynamics of matter on the atomic/electronic timescales and lengthscales (Angström). This has become a hot topic in the scientific community with intense international competition.

 

Based on the expertise accumulated over 30 years of intense laser-matter studies, the main goals of the Attophysics group in the last five years have been the following:

 

I) Understand and control the laser-driven rescattering dynamics of an oscillating electron with the ion core, that leads to a number of important processes, such as electron-ion elastic scattering, multiple ionization or recombination with emission of attosecond pulses of XUV light

 

II) Develop the attosecond technologies, i.e., the synthesis of attosecond sources with controlled properties (polarization, single/multiple pulses separated in space/time, …), their advanced characterization using attosecond metrology, the buildup of integrated attosecond beamlines stable and reliable for users

 

III) Develop new types of spectroscopies (high harmonic spectroscopy, attosecond photoionization spectroscopy) making use of the attosecond emission in order to study ultrafast electronic and nuclear dynamics in the gas phase as well as in the solid phase.

 

IV) Develop new (lensless) imaging techniques in the XUV with high temporal (atto/femto) and spatial (nm) resolutions allowing the observation of various dynamical processes (spin reversal of magnetic nano-domains, biological cell imaging)

 

V) Study high harmonic generation in solids (semiconductors, dielectrics, 2D materials: graphene, MoSe2) for applications to: ’all-solid-state’ attosecond emission, spatio-temporal manipulations, nanoplamonics, PHz optoelectronics…

 

 

    

Research topics

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 
#1148 - Màj : 03/01/2019
Thèmes de recherche

Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry

While the pulse durations of infrared lasers are reaching the fundamental limitation imposed by the duration of the optical cycle (a few femtoseconds), High-order Harmonic Generation has recently opened a new field by accessing the attosecond regime (1as = 10-18 s). HHG spectra are made of lines corresponding to the odd multiples of the fundamental laser frequency, and can cover a very broad spectral range, from visible light to soft X-rays.

 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
Voir aussi
Faits marquants scientifiques
07 octobre 2023
Anne L’Huillier est une physicienne franco-suédoise pionnière de la physique ultrarapide à l’échelle de l’attoseconde (le milliardième de milliardième de seconde).
08 juillet 2022
Douzième laboratoire commun de l'IRAMIS, créé en janvier 2020, le laboratoire commun NANOLITE, financé par l'Agence nationale de la recherche (ANR) et associant le CEA et l'entreprise Imagine Optic, développe des solutions originales de métrologie optique aux courtes longueurs d'onde. La nouvelle source laser construite en commun est opérationnelle, notamment pour développer des capteurs optiques.
15 juin 2021
Les propriétés chimiques, optiques et électroniques d’une molécule sont principalement déterminées par ses orbitales occupées de plus haute énergie. La manière dont ces orbitales évoluent, se forment ou se brisent, est une information essentielle pour la compréhension de mécanismes réactionnels.
20 avril 2021
L'observation de la dynamique électronique à l’échelle attoseconde (1 as = 10-18 s) est aujourd'hui devenue possible sur des systèmes atomiques, puis moléculaires et en phase condensée, grâce à la disponibilité d’impulsions lumineuses de durées inférieures à la femtoseconde et utilisées dans des dispositifs pompe-sonde.
05 novembre 2016
Le processus de photoionisation parait simple a priori : l'absorption par un atome d'un photon, dont l'énergie est supérieure à son seuil d'ionisation, conduit à la formation d'un ion avec l'émission d'un électron libre. Rendant le processus plus complexe, des états discrets autoionisants peuvent être présents à ces mêmes énergies.
10 août 2016
Les photons, particules associées à la lumière, sont porteurs d'un moment angulaire (ou cinétique). Si la composante de spin (ou moment angulaire intrinsèque) est la composante la plus familière, une composante de moment angulaire "orbital" est aussi présente pour les faisceaux lumineux à plan d'onde hélicoïdal.
03 avril 2015
Les sources d’électrons pulsées représentent une alternative intéressante aux sources de photons X pulsées basées sur des systèmes laser de haute intensité. Nous décrirons les méthodes actuelles de génération de paquets d’électrons ainsi que les techniques de caractérisation des paquets.
03 mars 2015
L’imagerie par diffraction cohérente est une technique d’imagerie relativement récente permettant d’obtenir des résolutions spatiales de l’ordre de la longueur d’onde car elle se passe de l’emploi d’éléments optiques potentiellement aberrants.
12 février 2015
Avec son énergie considérable, un photon de l’ultraviolet extrême ionise toutes les molécules, indépendamment du détail de leur structure énergétique. Pour cette raison les impulsions lumineuses ultrabrèves dans ce domaine spectral sont sans égal pour sonder les processus photochimiques.
01 octobre 2012
Si un aimant peut être "permanent", la dynamique des spins à l'origine de l'aimantation peut être ultra-rapide à l'échelle nanométrique, dans le domaine femtoseconde (10-15 s). Les possibilités actuelles de génération d’impulsions ultra-brèves dans le domaine X-UV  ouvrent de nouvelles perspectives pour les études dans ce domaine.
06 août 2012
L'état électronique d'une molécule réagit très rapidement - à l'échelle de la femtoseconde (10-15 s), voire de l'attoseconde (10-18 s) - à toute perturbation telle qu'une excitation laser, une vibration qui modifie la position relative des noyaux atomiques qui la constitue, ou encore au cours d'une réaction chimique.
03 avril 2012
Pour observer des phénomènes ultrarapides tels que le mouvement des électrons au sein de la matière, les chercheurs ont besoin de sources capables de produire des rayonnements lumineux extrêmement brefs et énergétiques.
Publications HAL
Thèses
Vous devez préciser le champ "id_ast" pour dans la table des unités.
Stages

Vous devez préciser l'id_ast dans la table des unités.

Images
Observer la dynamique électronique dans une molécule à l\'échelle de l\'attoseconde (10-18 - 10-15 s)
Observer la dynamique électronique dans une molécule à l\'échelle de l\'attoseconde (10-18 - 10-15 s)
Observer la dynamique électronique dans une molécule à l\'échelle de l\'attoseconde (10-18 - 10-15 s)
Étudier la dynamique d\'aimantation à l\'échelle nanométrique avec une résolution femtoseconde
Étudier la dynamique d\'aimantation à l\'échelle nanométrique avec une résolution femtoseconde
Étudier la dynamique d\'aimantation à l\'échelle nanométrique avec une résolution femtoseconde
Étudier la dynamique d\'aimantation à l\'échelle nanométrique avec une résolution femtoseconde
Génération par plasma laser de rayonnement ultrabref contrôlé
Génération par plasma laser de rayonnement ultrabref contrôlé
Génération par plasma laser de rayonnement ultrabref contrôlé
Des impulsions de rayonnement ultraviolet extrême quasi circulaire accessibles en laboratoire
Génération et contrôle de paquets d’électrons ultracourts
Vers l’imagerie nanométrique et attoseconde
Des impulsions lasers harmoniques XUV attosecondes porteuses d\'un moment angulaire orbital : la visseuse-dévisseuse laser !
Des impulsions lasers harmoniques XUV attosecondes porteuses d\'un moment angulaire orbital : la visseuse-dévisseuse laser !
Des impulsions lasers harmoniques XUV attosecondes porteuses d\'un moment angulaire orbital : la visseuse-dévisseuse laser !
Des impulsions lasers harmoniques XUV attosecondes porteuses d\'un moment angulaire orbital : la visseuse-dévisseuse laser !
Le film de la naissance attoseconde d\'un photoélectron
Le film de la naissance attoseconde d\'un photoélectron
Le film de la naissance attoseconde d\'un photoélectron
Le film de la naissance attoseconde d\'un photoélectron
Le film de la naissance attoseconde d\'un photoélectron
Projet ANR Xstase (Lidyl/Atto)
Attosecond beamlines
Physique attoseconde sur des temps longs
Cartographie bidimensionnelle d\'orbitales moléculaires à l\'échelle attoseconde
NANOLITE, un laboratoire commun de métrologie optique pour l’extrême ultraviolet copiloté par le CEA et Imagine Optic
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
 Physique et chimie femtoseconde-attoseconde / Femtosecond-attosecond physics and chemistry
Procédé et appareil de contrôle du retard entre deux impulsions lumineuses a l\'échelle attoseconde
Portrait d\'Anne L’Huillier par ses proches collègues du LIDYL au CEA-Saclay
Portrait d\'Anne L’Huillier par ses proches collègues du LIDYL au CEA-Saclay
Projet ERC Starting Grant 2021 : SPINFIELD
ERC Starting Grant 2022 : SATTOC

 

Retour en haut