Etude des dynamiques moléculaires sondées par générations d'harmoniques d'ordres élevés

Studies of molecular dynamics probed by High Harmonic Generation

• Auteur / Autrice : Amélie Ferré
• Direction : Eric Mével, Yann Mairesse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Lasers, matière et nanosciences
• Date : Soutenance le 03/10/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre Lasers Intenses et Applications (Bordeaux ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Lasers Intenses et Applications
• Jury : Président / Présidente : Claude-Laurent Bonnet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude-Laurent Bonnet, Franck Lépine, Lionel Poisson, Christian Cornaggia, Caterina Vozzi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Lépine, Lionel Poisson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chiralité

Polarimétrie

Mésomérie

Femtochimie

Mots clés libres

Interaction laser-matière

Génération d'harmoniques d'ordre élevé

Spectroscopie harmonique

Physique atomique et moléculaire femtoseconde

Attoseconde

Résonances

Polarimétrie XUV

CRATI (Channel-Resolved Above Threshold Ionization)

Imagerie de vecteur vitesse

Ionisation au-dessus du seuil

Molécules chirales

Dichroïsme circulaire de photoélectrons

Laser-matter interaction

High harmonic generation

Atomic and molecular femtosecond physics

Attosecond

Resonances

XUV Polarimetry

CRATI (Channel-Resolved Above Threshold Ionization)

Velocity Map Imaging

Photoelectron Spectrometry

Above Threshold Ionization

Chiral molecules

Photoelectron Circular Dichroism

Résumé

Grâce à ses propriétés (cohérence, brillance, durée), le rayonnement XUV femtoseconde produit par génération d'harmoniques d'ordre élevé est utilisé comme un processus de sonde pour l'étude de dynamiques atomiques et moléculaires, avec une bonne résolution spatiale et temporelle (femtoseconde voire attoseconde). Ainsi, des dynamiques rotationnelles ont été résolues sur des petits systèmes moléculaires (N2, CO2). Les travaux de cette thèse ont consisté à étendre les méthodes de spectroscopie harmoniques et les appliquer à des systèmes moléculaires complexes d'intérêt femtochimique. Parmi elles, nous présenterons la génération d'harmoniques à deux sources, le réseau transitoire d'excitation ou encore la génération d'harmoniques à deux couleurs. Ces techniques nous ont permis de résoudre des dynamiques femtosecondes dans N2O4 et SF6. La HHG est aussi utilisée comme source de rayonnement XUV, en jouant le rôle d'impulsion pompe lors d'expériences de type pompe-sonde. Cette approche a été utilisée pour l'étude du dichroïsme circulaire de photoélectrons de molécules chirales ionisées par un champ XUV harmonique de polarisation quasi circulaire. Nous nous attarderons à détailler la découverte de cette nouvelle source XUV femtoseconde de polarisation quasi circulaire.

High harmonic generation (HHG) spectroscopy has proven to be a promisingtool (like probe in pump-probe experiments) in revealing the atomic and molecular dynamicswith the potential for subangstrom spatial resolution and subfemtosecond temporalresolution. Then, rotational dynamics have been resolved on small molecular systems (N2,CO2). This thesis looks to extending HHG spectroscopy methods to probe the structureand the dynamic of complex molecular systems. We will describe the two sources highharmonic generation, the transient grating of excitation and the two-color high harmonicgeneration. We enable to resolve the femtosecond nuclear dynamics in N2O4 and SF6. HHGis also used like a XUV radiation source, playing the role of pump pulse. This approach hasbeen used for the study of photoelectron circular dichroism. An XUV harmonic field witha quasi-circular polarization ionizes chiral molecules. In this manuscript, we will developthis new femtosecond XUV and quasi circular polarization radiation.