Etude théorique de petits systèmes quantiques en champ laser intenses (infrarouges et/ou hautes fréquences)

Theoretical study of small quantum systems in intense laser fields (infrared and / or high frequencies)

• Auteur / Autrice : Soumia Chqondi
• Direction : Richard Taïeb, Abdelkader Makhoute
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 28/10/2016
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Université Moulay Ismaïl (Meknès, Maroc)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie physique-matière et rayonnement (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Driss Khalil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Henri Bachau, Rodolphe Vuilleumier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Saïd Ouaskit, Youssef Tahri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Schrödinger, Équation de

Photoionisation

Faisceaux laser

Mots clés libres

Interaction laser-atome

Rayonnement

Équation de Schrödinger dépendante du temps

Photoionisation

Deux couleurs

Distribution angulaire

Laser interaction hydrogen atom

Radiation (IR and/or high frequencies)

Time dependent Schrodinger equation

Résumé

L'interaction entre un rayonnement laser et un système atomique, peut conduire à différents processus physiques comme la photoionisation, l'ionisation multiphotonique, l'ionisation tunnel, génération d'harmoniques d'ordres élevés... L'importance de chacun de ces processus est en fait dépend de l'intensité et de la fréquence du champ laser considéré. Ce travail de thèse a porté sur la description de l'interaction d'un champ laser (Infrarouge et/ou Haute fréquence) avec un atome d'hydrogène (archétype d'un système à un électron actif). Nous avons tout d'abord développé les méthodes numériques pour la résolution de l'équation de Schrödinger dépendante du temps décrivant le système laser-atome d'hydrogène. Ces méthodes nous ont permis d'écrire un code numérique pour la simulation des solutions de cette équation. Nous les avons ensuite utilisées, après la vérification de la convergence de notre programme numérique pour présenter les résultats sur la photoionisation à un seul photon, sur l'ionisation multiphotonique et aussi sur un autre phénomène résultant du processus d'ionisation, il s'agit de l'absorption de photons au dessus du seuil d'ionisation, nommé processus ATI (Above Threshold Ionization). Ensuite, nous appliquerons ce code numérique à la photoionisation de l'atome d'hydrogène combinant deux photons, infrarouge (basse fréquence) et l'une de ses harmoniques (haute fréquence). Finalement, un calcul de la distribution angulaire des électrons émis a été effectué numériquement.

The interaction between laser radiation and atomic system, can lead to various physical processes such as photoionization, multiphoton ionization, tunneling ionization, High Order Harmonic Generation ... The importance of each of these processes is in fact dependent on the intensity and frequency of the laser field. In this thesis, we describe the interaction of a laser field (Infrared and / or high frequencie) with hydrogen (arche-type of a system with one active electron). We first developed numerical methods for solving the time-dependant Schrödinger equation of time describing the hydrogen atom laser system. These methods allowed us to write a numerical code for the simulation of solutions of this equation. We then used, after the verification of the numerical convergence of our program to present the results on the single-photon photoionization on multiphoton ionization. We also concentrate on another phenomenon resulting from the ionization process, it is absorption of photons above the ionization threshold, named process ATI (above threshold ionization). Then, we will apply this numerical code to the photoionization hydrogen combining two photons, infrared (low frequency) and one of its harmonics (high frequency). Finally, a calculation of the angular distribution of the emitted electron was carried out numerically.