Contribution a l'etude de la multiionisation et de la multifragmentation moleculaire en champ laser intense

• Auteur / Autrice : PHILIPPE HERING
• Direction : Christian Cornaggia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 13

Résumé

L'ionisation multiple de petites molecules en champ laser intense est etudiee sous differents aspects experimentaux et theoriques. Dans le cas d'une excitation laser d'eclairement de 10 1 3 a 10 1 6 w/cm 2, le couplage fortement non lineaire laser-molecule permet l'absorption des energies necessaires a l'arrachement des electrons de valence. L'ionisation double est caracterisee par la production de dications metastables et par les voies a separation de charge du type a + + b +. Pour les etats de charge moleculaire superieurs a 2, l'etude dynamique de la multiionisation repose sur les observables dues a la multifragmentation, qui sont l'etat de charge et l'impulsion initiale des fragments. Pour les forts eclairements de 10 1 5 a 10 1 6 w/cm 2, l'efficacite de productions d'ions atomiques multicharges depend de la localisation de la densite electronique initiale de la molecule mere. Pour des eclairements inferieurs a 5 10 1 4 w/cm 2, l'ionisation double fait intervenir l'emission simultanee de deux electrons par la molecule. Les voies de fragmentation a deux electrons manquants apparaissent a distance internucleaire d'equilibre dans la zone de franck-condon. Pour les voies a plus de deux electrons manquants, la distance internucleaire d'excitation est plus difficile a apprehender. Cependant les differentes experiences realisees montrent que la dynamique de la multifragmentation est independante de la dynamique d'emission electronique. L'approche theorique est basee sur les equations de thomas-fermi pour un traitement non-perturbatif de l'interaction laser-molecule. Les energies cinetiques de fragmentation calculees avec ce modele sont plus petites que l'energie de repulsion coulombienne calculees a distance internucleaire d'equilibre a cause d'un effet d'ecran electronique. Ce modele permet de reproduire les energies de fragmentation obtenues experimentalement, pour des molecules comme n 2, co 2 ou n 2o.