Les collisions électron-molécule et électron-ion moléculaire jouent un rôle important dans la photophysique et la photochimie des atmosphères planétaires et dans les plasmas.
La diffraction électronique induite par laser repose sur la recollision élastique du photoélectron oscillant dans la champ laser lors de l’ionisation tunnel.
La spécificité de l’excitation laser repose d’une part sur la possibilité de mesurer cette recollision sur des molécules alignées et orientées spatialement grâce à une première impulsion laser, et d’autre part sur la détection de collisions avec un angle de déviation de 180° difficilement réalisables avec un faisceau d’électrons.
Une impulsion laser à 0.8 µm dans la gamme d’éclairement 1014 Wcm-2 caractéristique de l’ionisation tunnel donne accès aux énergies de collision dans la gamme 10-30 eV.
Ce domaine peut être étendu en utilisant des longueurs d’onde l plus grandes suivant une loi en l2.
La figure de gauche montre la procédure d’alignement avec deux calculs théoriques du taux total d’ionisation de CO2 en fonction de l’orientation moléculaire en haut [PRA 80, 063411; PRL 104, 223001],
les nombres d’ion mesurés et calculés en fonction du retard de l’impulsion d’ionisation avec l’impulsion d’alignement au milieu, et le degré d’alignement en bas.
Les retards pour les alignements respectivement parallèle et perpendiculaire sont obtenus à partir de ces mesures illustrant le rephasage des cohérences rotationnelles.
Observations
La figure ci-contre montre les sections efficaces différentielles relatives de collision e–-CO2+ mesurées dans la molécule CO2 alignée respectivement suivant la polarisation laser (haut) et perpendiculairement (bas).
Dans la configuration parallèle, la distribution angulaire est plus étroite que dans le cas perpendiculaire.
Cette observation est commune à l’ensemble des molécules symétriques linéaires et est attribuée au potentiel anisotrope de l’ion moléculaire.