Domaine, spécialité : Laser
Mots-Clés : Optique non-linéaire, physique chimie, laser ultrarapide
Unité d’accueil : LIDYL / ATTO
Résumé
Le mouvement électronique dans les molécules est maintenant accessible grâce aux outils de spectroscopies attosecondes (10-18 s). La caractérisation de ces impulsions de lumière et leur génération sont au cœur du prix Nobel de physique 2023 et elles ont depuis été appliquées principalement pour l’étude de systèmes isolés. Nous cherchons maintenant à étudier des systèmes plus complexes tels que des molécules en phase liquide où les dynamiques à plusieurs corps sont encore inconnues sur ces échelles de temps extrêmes. Pour franchir ce pas, nous développons une expérience de lasers ultrarapides basés sur des architectures ytterbium au-delà de l’état de l’art actuel. Maintenant que les bases de ce système sont opérationnelles, nous cherchons à générer des impulsions attoseconde isolées allant jusqu’à 200 eV et compatibles avec notre système d’échantillonnage de phase liquide. Un tel système sera unique au monde et son développement est au cœur de ce stage de master en collaboration avec un étudiant de doctorat et un post-doctorant travaillant déjà sur le projet.
Sujet détaillé
Le projet ERC-starting grant SATTOC vise à étudier les mouvements électroniques des molécules dans un milieu solvaté sur l’échelle de temps attoseconde. Dans ce milieu complexe, les interactions électroniques sont clés pour comprendre voire contrôler la réactivité des composés. Nous développons actuellement des outils expérimentaux lasers basés sur la génération d’harmonique d’ordre élevé et plus généralement des effets d’optique non-linéaire pour atteindre la sensibilité et résolution temporelle nécessaire à ces mesures. Nous visons donc à combiner des impulsions attosecondes isolées avec notre système d’échantillonnage de pointe capable de créer des feuilles d’eau de seulement 200 nm d’épaisseur sous vide, nécessaire pour la transmission de nos rayons X.
Pour ce faire, nous avons besoin d’outils laser de pointe. Nous avons donc installé un nouveau système laser ytterbium de 80 W (40 kHz, 2 mJ et 350 fs initialement) que nous avons post-comprimé à 8 fs grâce à une cellule multipassage et une fibre creuse. Maintenant que nous avons cette source à notre disposition, nous visons à l’utiliser pour générer et caractériser nos impulsions attosecondes allant de 50 à 200 eV donc atteignant les rayons x mous. Cette source unique permettra l’étude de toute une gamme de dynamique moléculaire encore inexplorée allant du transfert de charge soluté solvant suivant une ionisation en couche interne, à la détection de molécule chiral grâce à des protocoles de sommes de fréquence UV-rayons x.
Nous travaillons actuellement sur la mise en place du dispositif de vide nécessaire à l’expérience et qui sera prêt pour le début de ce stage de M2. Le stage portera sur la caractérisation de cette source laser de pointe ainsi que sur l’initiation des mesures attoseconde sur les liquides. Ces dernières seront au cœur d’une thèse débutant en octobre 2025 et vers laquelle le stagiaire de M2 sera encouragé.
Lieu du stage
CEA – Saclay, 91 Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 5 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 3 mars 2025
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
- Génération d’harmoniques d’ordre élevés
- Fibre optique non-linéaire (solitonique et autres)
- Caractérisation d’impulsion UV ultrabrève
- Technologie de vide
Langages informatiques et logiciels : python
Liens utiles
Responsable du stage
Hugo Marroux
Tél. : 0647233965
Email :