ATTOphysique

ATTOphysique

Responsable du groupe Attophysique : Pascal SALIERES

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;

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.

Projets

  • Projet ANR ASAP (2024-2028)

    Projet ANR ASAP (2024-2028)

    Le projet ASAP propose d’explorer les propriétés quantiques de la lumière produite par génération d’harmoniques d’ordre élevé. Un peigne de fréquences optiques à haute puissance moyenne et à un taux de répétition de plusieurs dizaines de mégahertz sera développé dans le but de produire une source de lumière aux propriétés uniques dans le domaine de…

  • Projet ANR HELIMAG

    Projet ANR HELIMAG

    Dichroïsme hélicoïdal de structures magnétiques Depuis peu, la génération d’harmoniques d’ordre élevé (GHOE) offre des sources lumineuses délivrant des impulsions de durée femtoseconde (fs) ou attoseconde (as), portant un moment angulaire de spin (MAS) ou orbital (MAO). Les premières sont associées à une polarisation circulaire et portent des moments angulaires (MA) unitaires. Les secondes présentent…

  • Projet CEFIPRA MultiDAM

    Projet CEFIPRA MultiDAM

    L’adaptation d’impulsions lumineuses ultracourtes est un moyen prometteur d’étudier des questions fondamentales sur la dynamique électronique ultrarapide dans la matière, avec de nouvelles applications technologiques à la clé. Le projet actuel fait progresser la physique de l’attoseconde en s’attaquant à deux goulets d’étranglement majeurs :(i) Comment générer des impulsions XUV attosecondes accordables en fréquence et…

  • Projet ERC Starting Grant SATTOC (2022-2028)

    Projet ERC Starting Grant SATTOC (2022-2028)

    Hugo Marroux, chercheur au Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers – LIDYL de l’Institut IRAMIS du CEA, est bénéficiaire d’une ERC starting grant 2022 pour son projet SATTOC, « Solution…

  • Projet TORNADO (2023-2027)

    Projet TORNADO (2023-2027)

    Interactions lumière-matière chirales – PEPR LUMA : Moonshot TORNADO Approche multi-échelle et multi-dimensionnelle des interactions lumière-matière chirales pour améliorer les réponses chiroptiques. Les premières sont associées à une polarisation circulaire et portent des moments angulaires (MA) unitaires. Les secondes présentent des fronts d’onde dont l’inclinaison tourne en hélice autour de l’axe de propagation, et portent n’importe…

Domaines Techniques

  • Plateforme ATTOLab

    Plateforme ATTOLab

    Dynamique ultra-rapide ATTOLab a pour objectif d’établir une plateforme laser expérimentale pour les études interdisciplinaires de dynamique ultra-rapide – dynamique électronique et nucléaire aux échelles de temps femtoseconde (10-15) et atto (10-18) seconde – dans les systèmes en phase gazeuse, condensée et plasma. Équipement d’excellence ATTOLab a été un équipement d’excellence (Equipex) financé par le…

  • Plateforme SOFOKLE

    Plateforme SOFOKLE

    Le groupe Attophysique gère la chaîne laser SOFOKLE qui délivre des impulsions à la cadence de 3 kHz, de longueur d’onde 0.8 µm, de durée 40 fs, et d’énergie 700 µJ. Un banc optique de post-compression permet de réduire la durée à 10 fs avec une énergie en sortie de 200 µJ. À côté des…

Thèses

Thèmes de recherche