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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Dynamique des solides au cycle optique.

Spécialité : OPTIQUE / Interaction laser-matière

Contact : GUIZARD Stephane,
e-Mail : stephane.guizard@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 78 86
Laboratoire : LIDYL/DICO

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-4 mois
Date limite de constitution de dossier : 31/03/2023

Résumé :
Ce stage s’insère dans un projet de recherche, financé par l’ANR, dont objectif est de sonder la dynamique des solides avec une résolution temporelle ultime, femtoseconde et sub-femtoseconde, en développant de nouvelles méthodes pompe-sonde optiques sur l’Equipex Attolab, au LOA (ENSTA-X) et à l’Orme des Merisiers (CEA- Université Paris Saclay).

Sujet détaillé :
Le programme de recherche TOCYDYS (Toward Optical CYcle DYnamics in Solids), à caractère fondamental, a pour but de sonder la dynamique des solides, avec une résolution temporelle à l’échelle du cycle optique et de franchir la limite de résolution femtoseconde. Nous nous concentrerons dans un premier temps sur les isolants tels que la silice et le quartz (SiO2) ou le saphir (Al2O3).
Le travail sera réalisé sur les facilités récemment ouvertes au LOA at au LIDYL de l’Equipex AttoLAb (http://attolab.fr/). Nous aurons accès aux lasers stabilisés en phase et impulsions VUV ultra brèves VUV associées.
Les expériences consisteront à exciter les échantillons avec des impulsions de quelques cycles optiques (intensité de 1012 à 1015 W/cm2) et à sonder la dynamique par mesure de changement de réflectivité, dans les domaines IR et visible, puis avec les trains d’impulsions attosecondes dans le VUV. Nous aurons un accès direct aux mécanismes physiques de l’interaction laser matière et aux étapes initiales de la relaxation électronique du solide : ionisation multiphotonique, tunnel ou Zener, modulation de la bande interdite, diffusion inélastique des porteurs, ionisation par impact, effet Auger, etc.
Durant la première partie du programme, au Laboratoire d’Optique Appliquée- LOA, les mesures seront faites dans les domaines visible et proche IR, avec pour objectif d’atteindre la résolution du cycle optique. Ensuite, dans la deuxième partie, nous construirons un montage pour la mesure de réflectivité dans le domaine VUV, capable d’enregistrer les variations de l’amplitude de l’impulsion sonde, mais aussi ou de la phase en utilisant l’interférométrie spatiale dans le domaine VUV.

Le programme de recherche TOCYDYS a reçu un financement de l’’agence nationale de la recherché (ANR) pour la période 2020-2023. Le stage de Masters est donc financé. Celui-ci pourra se dérouler, pour la partie expérimentale, au LOA, en collaboration avec Davide Boschetto (https://loa.ensta-paristech.fr/research/appli-research-group/) ou à l’Orme des Merisiers (http://attolab.fr/).
Techniques utilisées au cours du stage :
Lasers femtosecondes, méthodes pompe sonde optiques, détection synchrone.

Mots clés : Physique des solides, dynamique électronique, phénomène ultrarapides, physique attoseconde.

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