Spectroscopie de photoionisation attoseconde et spectroscopie harmonique

par Christina Alexandridi

Projet de thèse en Milieux dilués et optique fondamentale

Sous la direction de Pascal Salieres.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Ondes et Matière , en partenariat avec Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (laboratoire) , ATTO (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    En presence d'un champ laser intense, un gaz d'atomes ou de molecules peut emettre des impulsions ultra-breves dans le domaine de l'XUV. Ce processus, appele generation d'harmoniques d'ordre eleve, permet la production d'impulsions attosecondes (1as = 10^-18s). Ces travaux de these consisteront a developper deux types d'applications de ces impulsions : la spectroscopie harmonique et la spectroscopie de photoionisation attoseconde. La spectroscopie harmonique repose le fait que l'emission harmonique est un processus coherent qui encode des informations sur la structure et la dynamique du milieu de generation. L'objectif de cette these sera d'etudier des dynamiques ultra rapides telles que la migration de charge apres ionisation par un champ fort de petits hydrocarbures. D'autre part, la spectroscopie de photoionisation utilise les impulsions attoseconde pour étudier les dynamiques d'ionisation à ces échelles de temps. Deux types de processus sont particulièrement intéressants: i) les délais d'ionisation peuvent être mesurés en utilisant l'ionisation à deux photons XUV-IR et permettent d'accèder au temps nécessaire à l'électron pour s'échapper du potentiel moléculaire; ii) les processus de migration de charge suite à l'ionisation attoseconde vers différents états de l'ion moléculaire peuvent être étudiés.

  • Titre traduit

    Attosecond photoionization and high-harmonic spectroscopies


  • Résumé

    The interaction of strong laser pulses with atomic and molecular gases leads to the emission of exceptionally short bursts of XUV light. This process, named generation of high order harmonics of the fundamental laser frequency, allows the production of sub-femtosecond, so called attosecond (10-18 s) pulses. The thesis work will consist in developing two types of applications: high harmonic spectroscopy and attosecond photoionization spectroscopy. High harmonic spectroscopy is based on the fact that the attosecond emission is a coherent process that encodes important information about the structure and dynamics of the radiating atomic or molecular system. It allows performing quantum tomography of the radiating molecular orbitals. The first objective of the thesis will be to access dynamical information to study, e.g., the ultrafast charge migration following strong-field ionization of hydrocarbon molecules. On the other hand, photoionization spectroscopy makes use of the attosecond pulses to study photo-ionization dynamics of various molecules on this ultrashort timescale. Two types of processes will be particularly investigated: i) Ionization delays will be measured using two-photon XUV+IR ionization and will give access to the time needed for the electron to escape the molecular potential; ii) Charge migration resulting from the attosecond ionization to different states (ground+excited) of the molecular ion will be studied.