Alignement de mol cules lin aires par impulsions laser de courtes dur es
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 39

Alignement de molécules linéaires par impulsions laser de courtes durées PowerPoint PPT Presentation


  • 38 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Alignement de molécules linéaires par impulsions laser de courtes durées. Le 17 juin 2005 Vincent Renard Sous la direction de :Bruno Lavorel Olivier Faucher. Laboratoire de Physique de l’Université de Bourgogne. Plan de l’exposé. Introduction Modèle,

Download Presentation

Alignement de molécules linéaires par impulsions laser de courtes durées

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Alignement de mol cules lin aires par impulsions laser de courtes dur es

Alignement de molécules linéaires par impulsions laser de courtes durées

Le 17 juin 2005

Vincent Renard

Sous la direction de :Bruno Lavorel

Olivier Faucher

Laboratoire de Physique de l’Université de Bourgogne


Plan de l expos

Plan de l’exposé

  • Introduction

  • Modèle,

    dynamique de l’alignement de molécules linéaires

  • Méthodes « tout optique »

    • Dépolarisation

    • Défocalisation

    • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • Introduction contexte

    +

    +

    P(q)

    Introductioncontexte

    • Alignement moléculaire par impulsions laser

    régime adiabatique

    régime soudain

    • Mesure de l’alignement: technique d’imagerie

    technique optique


    Introduction objectifs

    Ep

    pompe

    q

    y

    Introductionobjectifs

    • Impulsions femtosecondes (~100 fs): excitation en régime soudain

    • Molécules linéaires

    • Techniques optiques résolues en temps

    • Fournissent une information directement liée à <cos²q>


    Plan de l expos1

    Plan de l’exposé

    • Introduction

    • Modèle,

      dynamique de l’alignement de molécules linéaires

    • Méthodes « tout optique »

      • Dépolarisation

      • Défocalisation

      • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • Mod le hamiltonien d interaction

    a//

    a

    Base des états propres: Harmoniques sphériques

    Interaction avec une impulsion non résonnante polarisée linéairement

    Polarisabilité moyenne

    Anisotropie de polarisabilité

    e

    J0+2

    J0

    Solutions de l’équation de Schrödinger:

    J0-2

    Transitions Raman

    Modèle Hamiltonien d’interaction

    Hamiltonien

    DJ=0, 2, 4…

    DM=0


    Mod le simulations

    Évolution en champ libre

    Rephasage du paquet d’ondes

    Alignement et délocalisation

    périodique

    J=6, M=3

    J=4, M=0

    J=6, M=0

    J=2, M=0

    J=4, M=4

    J=0, M=0

    Modèle simulations

    I= 13 TW/cm2


    Mod le description de l alignement

    Grandeur usuelle pour l’alignement

    Apparaît naturellement dans les observables des technique optiques

    Fréquences Raman:

    Modèle description de l’alignement


    Mod le volution temporelle

    alignement

    Délocalisation

    planaire

    Modèle évolution temporelle

    I=75 TW/cm²

    T=300 K

    CO2


    Plan de l expos2

    Plan de l’exposé

    • Introduction

    • Modèle,

      dynamique de l’alignement de molécules linéaires

    • Méthodes « tout optique »

      • Dépolarisation

      • Défocalisation

      • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • M thodes tout optique

    Méthodes « tout optique »

    • L’alignement modifie les propriétés optiques du milieu mesurées par une impulsion sonde de faible intensité

    • Point commun: toutes ces techniques fournissent une information directement liée à <cos2q>


    Plan de l expos3

    Plan de l’exposé

    • Introduction

    • Modèle numérique,

      dynamique de l’alignement de molécules linéaires

    • Méthodes « tout optique »

      • Dépolarisation

      • Défocalisation

      • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • D polarisation signal

    nz

    ny

    Dépolarisation de l’impulsion sonde et analyse du signal

    Détection

    Dépolarisationsignal

    Molécules alignées: Milieu anisotrope


    D polarisation dispositif exp rimental

    P1

    A

    M

    P2

    boxcar

    M

    P2

    M

    M

    L

    PM

    L

    BS

    P1

    polarisations

    Cellule statique ou jet moléculaire

    CO2 ou N2

    P < 1 bar

    CC

    A

    M

    l/2

    M

    M

    Source laser

    Sép.

    M

    Dépolarisationdispositif expérimental

    l=800nm

    t=100fs

    f=20 Hz

    E5mJ


    D polarisation mol cules

    CO2

    B0=0,3902 cm-1

    Tr=42,7 ps

    N2

    B0=1,989 cm-1

    Tr=8,38 ps

    Dépolarisationmolécules

    Da=2,5210-40C².m².J-1

    Seuls les états J pairs sont peuplés

    Da=0,75410-40C².m².J-1

    Les états J pairs sont deux fois plus peuplés que les états J impairs


    D polarisation volution et alignement

    Dépolarisationévolution et alignement

    - Lignes de base:

    Alignement permanent

    - Transformation des transitoires

    Imoy=13 TW/cm²

    Imoy=74 TW/cm²

    Imoy=140 TW/cm²


    D polarisation volution et alignement1

    Extraction de la valeur <cos2q>

    Ajustement avec

    la théorie

    I=60TW/cm²

    Paramètres: pression, température (fixées), amplitude (arbitraire)

    Ieff/Imoy =0,7

    Intensité (variable autour d’une valeur estimée)

    Dépolarisationévolution et alignement

    Imoy=74TW/cm²

    PRL, 90, 153601 (2003), PRA, 70, 033420 (2004)


    D polarisation saturation

    Alignement sur le troisième transitoire

    <cos2q>=0,64

    Dépolarisationsaturation

    moyenne

    Causes de la saturation:

    - saturation de l’alignement

    - ionisation des molécules


    D polarisation effet de volume

    Dépolarisationeffet de volume

    Prise en compte du volume d’interaction dans le calcul

    But: améliorer l’ajustement de l’intensité

    -Prise compte de la saturation de l’alignement

    -Comparaison directe de l’intensité expérimentale et de l’intensité théorique

    Journal of Physics B, accepté


    D polarisation

    Dépolarisation

     Avantages

    - efficace sur une large plage d’intensité

     Inconvénients

    - sensible à la biréfringence des optiques


    Plan de l expos4

    Plan de l’exposé

    • Introduction

    • Modèle numérique,

      dynamique de l’alignement de molécules linéaires

    • Méthodes « tout optique »

      • Dépolarisation

      • Défocalisation

      • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • D focalisation gradient d indice

    Impulsion gaussienne

    Gradient d’indice gaussien

    n

    Gradient d’indice positif

    nr0(t)

    w0

    1

    r

    Gradient d’indice négatif

    n0

    nr0(t)

    Lien avec l’alignement

    r

    1

    Défocalisationgradient d’indice

    • Basée sur la variation de l’indice de réfraction dans le volume


    D focalisation effet sur la propagation grande distance

    Défocalisation

    z grand

    Modification du profil de la sonde

    Défocalisationeffet sur la propagation à grande distance

    Focalisation ou défocalisation

    nr0<0

    nr0>0

    z petit


    D focalisation dispositif

    Défocalisationdispositif

    Impulsion pompe Ipu(t)

    masque

    L1

    d

    L3

    L2

    Caméra CCD ou PM

    CC

    Milieu

    moléculaire

    Impulsion sonde Ipr(t-t)

    Beam stop


    D focalisation r sultats

    Défocalisationrésultats


    D focalisation r sultats1

    Iexp=54 TW/cm²

    Isim=46 TW/cm²

    Défocalisationrésultats

    Alignement au centre du faisceau

    Optics Letters, 30, 70 (2005)


    D focalisation

    Défocalisation

     Avantages

    - simple à mettre en œuvre

    - utilisable quelque soit la polarisation de la pompe

     Inconvénients

    - limité à des intensités moyennes


    Plan de l expos5

    Plan de l’exposé

    • Introduction

    • Modèle numérique,

      dynamique de l’alignement de molécules linéaires

    • Méthodes « tout optique »

      • Dépolarisation

      • Défocalisation

      • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • R seaux transitoires les types de r seaux

    pompe

    w0

    Q

    Stokes

    Ici

    2Ici

    y

    Réseaux transitoiresles types de réseaux

    y

    z

    x


    R seaux transitoires dispositif

    Esonde

    d

    Epompe

    EStokes

    Epompe

    S/J

    EStokes

    Esonde

    Esignal

    Réseaux transitoiresdispositif

    pompe

    Sép.

    l/2

    Stokes

    P2

    P3

    Source laser

    sonde

    l/2

    P1

    cc

    boxcar

    L

    cc

    Configuration folded boxcar

    PM

    L

    Sp

    BF

    M

    M


    R seaux transitoires r seau d intensit

    Iimp=75 TW/cm²

    Iimp=19 TW/cm²

    Ithé=20TW/cm²

    Ic=300 TW/cm²

    Iimp=38TW/cm²

    Réseaux transitoiresréseau d’intensité

    Intensité crête Ic= 4Iimp

    Intensité moyenne Im~ Ic/4 = Iimp


    R seaux transitoires r seau de polarisation

    Ici

    2Ici

    f

    Pompe,sonde

    y

    Hamiltonien en polarisation elliptique

    x

    y

    z’

    y’

    x’

    Stokes, signal

    z

    q

    Dipôle induit

    Réseaux transitoiresréseau de polarisation

    Ic= 2Iimp

    Polarisation elliptique: nouvelles transitions possibles

    Dm=0, ±2


    R seaux transitoires r seau de polarisation temp rature ambiante

    très bien simulé

    par

    quelque soit l’intensité

    Ieff/Iimp < 1/2

    Observable confirmée par des simulations numériques

    Réseaux transitoiresréseau de polarisation: température ambiante

    Iimp= 37 TW/cm²

    Ieff= 15 TW/cm2

    Iimp= 78 TW/cm²

    Ieff= 30 TW/cm2

    Iimp=135 TW/cm²

    Ieff= 55 TW/cm2


    R seaux transitoires r seau de polarisation basse temp rature

    Réseaux transitoiresréseau de polarisation: basse température

    T=70K

    <cos2q>=0,52

    Iimp=42 TW/cm²

    Ieff=20 TW/cm²

    <cos2q>=0,59

    Iimp=55 TW/cm²

    Ieff=30 TW/cm²


    R seaux transitoires r seau de polarisation basse temp rature1

    Réseaux transitoiresréseau de polarisation: basse température

    <cos2q>=0,65

    T=30K

    Iimp=47 TW/cm²

    Ieff=25TW/cm²

    Décalage des populations important et création d’une large cohérence


    R seaux transitoires

    Réseaux transitoires

    •  Avantages

    • Sensibilité

    • -Modulation de l’alignement moléculaire dans l’espace

    •  Inconvénients

    • Trois faisceaux: mise en œuvre délicate


    Plan de l expos6

    Plan de l’exposé

    • Introduction

    • Modèle numérique,

      dynamique de l’alignement de molécules linéaires

    • Méthodes « tout optique »

      • Dépolarisation

      • Défocalisation

      • Réseaux transitoires

  • Conclusions, perspectives


  • Conclusion

    • Dépolarisation

    • Défocalisation

    • Réseaux transitoires

    -Efficace jusqu’à des intensité très importantes

    -Simple

    -Utilisable quelque soit la polarisation

    -sensibilité très importante

    -Biréfringence des optiques

    - Efficace sur une plage d’intensité restreinte

    -difficulté de mise en oeuvre

    Conclusion

    Trois méthodes non intrusives


    Perspectives

    Perspectives

    - Application aux molécules asymétriques et aux polarisation elliptiques

    - Optimisation et contrôle de l’alignement moléculaire

    - Étude de l’ionisation des molécules

    et les applications…


  • Login