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Antoine Monmayrant Thèse effectuée sous la direction de Béatrice Chatel Equipe FEMTO (Bertrand Girard) Université Paul Sabatier Laboratoire Collisions.

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1 Antoine Monmayrant Thèse effectuée sous la direction de Béatrice Chatel Equipe FEMTO (Bertrand Girard) Université Paul Sabatier Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité 27 juin 2005 Façonnage et caractérisation d'impulsions ultracourtes. Contrôle cohérent de systèmes simples.

2 Le cadre: contrôle cohérent...2 Le cadre: Contrôle Cohérent: Contrôle de la matière par son interaction avec une lumière cohérente contrôlée.

3 Le cadre: contrôle cohérent...3 Contrôle cohérent: les débuts Interférences de chemins quantiques Séquence dimpulsions ABC Contrôle rudimentaire: Peu de paramètres de contrôle (1 voire 2). Dispositif complexe et spécifique. Limité aux systèmes simples dont la physique est connue. Comment contrôler des systèmes complexes ? A+BC AB+C ABC

4 Le cadre: contrôle cohérent...4 Contrôle de systèmes complexes ExpérienceThéorie Contrôle optimal: optimisation en boucle fermée Judson et Rabitz PRL, 68, (10), 1992 Gerber, et al., CP, 267, (1-3), 2001 Gerber, et al. Science, 282, 1998 Pour contrôler des systèmes complexes: Beaucoup de paramètres de contrôle (~500). Mise en forme PROGRAMMABLE. Algorithme doptimisation. Rabitz, et al. Science, 259, 1993 Optimiser le signal mesuré Système complexe Façonneur Algorithme dévolution Mesure Forme

5 Le cadre: contrôle cohérent...5 Contrôle de systèmes complexes ExpérienceThéorie Contrôle optimal: optimisation en boucle fermée Judson et Rabitz PRL, 68, (10), 1992 Gerber, et al., CP, 267, (1-3), 2001 Gerber, et al. Science, 282, 1998 Pour contrôler des systèmes complexes: Beaucoup de paramètres de contrôle (~500). Mise en forme PROGRAMMABLE. Algorithme doptimisation. Rabitz, et al. Science, 259, 1993 Optimiser le signal mesuré Système complexe Façonneur Algorithme dévolution Mesure Forme Façonneur

6 Le cadre: contrôle cohérent...6 Contrôle de systèmes complexes ExpérienceThéorie Contrôle optimal: optimisation en boucle fermée Judson et Rabitz PRL, 68, (10), 1992 Gerber, et al., CP, 267, (1-3), 2001 Gerber, et al. Science, 282, 1998 Rabitz, et al. Science, 259, 1993 Optimiser le signal mesuré Système complexe Façonneur Algorithme dévolution Mesure Forme Nombreux résultats: Agrégats Molécules biologiques Champ fort … Wöste, et al., CP, 267, 2001 Motzkus, et al. Nature, 417, 2002 Rabitz, et al. Science, 292, 2001

7 Le cadre: contrôle cohérent...7 Nombreux résultats: Transitions à 2 photons Petites molécules Transitions à 1 photon … Leone, et al., JCP, 108, (22), 1998 Girard, et al., PRL, 89, (20), 2002 Meshulach et Silberberg, Nature, 396, (6708), 1998 Contrôle cohérent: ouverture… Contrôle en boucle ouverte de systèmes simples Montrer un nouvel effet? Système Simple Façonneur Théorie Mesure Forme Meshulach, Silberberg Nature, ExpérienceThéorie

8 Le cadre: contrôle cohérent...8 Lapport des façonneurs: Lapport des façonneurs au contrôle cohérent: Stratégie « universelle » de contrôle de systèmes complexes. Nouvel outil de compréhension de ces systèmes ? Dispositifs « simples » et versatiles (prototypage rapide). Grande liberté pour les mises en forme (complexité). Mises en forme cohérentes par construction.

9 Façonnage et caractérisation d'impulsions ultracourtes. Contrôle cohérent de systèmes simples.9 Au menu I.Mise en forme dimpulsions (femtoseconde) II.Caractérisation dimpulsions (femtoseconde) III.Conclusion - Perspective

10 I.Mise en forme dimpulsions10 1.Problématique 2.Comment façonner lultracourt ? 3.Paramètres clefs 4.Mise en œuvre I.Mise en forme dimpulsions Façonneur

11 I.Mise en forme dimpulsions1. Problématique 11 1.Problématique 2.Comment façonner lultracourt ? 3.Paramètres clefs 4.Mise en œuvre I.Mise en forme dimpulsions Façonneur

12 I.Mise en forme dimpulsions1. Problématique 12 Ultracourt: pas de façonnage temporel Il nexiste pas de modulateur temporel assez rapide (électro-optiques ~ 500 fs) Toute linformation est présente dans le domaine spectral Contrôle en PHASE et AMPLITUDE du champ spectral

13 I.Mise en forme dimpulsions1. Problématique 13 Mise en forme spectrale Filtre spectral linéaire et passif: pas damplification et aucune nouvelle fréquence. Fonction de transfert dont on contrôle la phase et lamplitude

14 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 14 1.Problématique 2.Comment façonner lultracourt ? 3.Paramètres clefs 4.Mise en œuvre I.Mise en forme dimpulsions Façonneur

15 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 15 ffff L1L2Plan de Fourier G1G2 Froehly, et al., Progress in optics, 20, 1983 Canal historique Limpulsion nest pas modifiée par la traversée du façonneur dispersion angulaire Ligne à dispersion nulle (ligne 4f)

16 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 16 Canal historique Ligne à dispersion nulle (ligne 4f) et masque fixe

17 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 17 Canal historique Ligne à dispersion nulle (ligne 4f) et masque programmable Weiner, A.M., RSI, 71, (5), 2000

18 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 18 Autre approche récente Filtre Acousto-Optique Dispersif Programmable (AOPDF) Axe lent Axe rapide Verluise, et al, OL, 25, (8), 2000 Interaction colinéaire entre limpulsion laser et une onde acoustique. Autocompensation de la dispersion du cristal.

19 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 19 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Seres, et al., OL, 28, (19), 2003 Impulsions très courtes et intenses (AOPDF) Monmayrant et Chatel, RSI, 75, (8), 2004 Impulsions très complexes (ligne 4f) Beaucoup dautres résultats …

20 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 20 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage accordable (AOPDF) Monmayrant, et al., APB, 2005 Façonnage large bande (ligne 4f) Zeidler, et al. OL, 26, (23), 2001 Beaucoup dautres résultats …

21 I.Mise en forme dimpulsions3. Paramètres clefs 21 1.Problématique 2.Comment façonner lultracourt ? 3.Paramètres clefs 4.Mise en œuvre I.Mise en forme dimpulsions Façonneur

22 I.Mise en forme dimpulsions3. Paramètres clefs 22 Seuil de dommage Energie en entrée (µJ mJ) Paramètres clefs: compromis… Taux de rafraîchissement (Hz 100kHz) Mais aussi : encombrement, qualitatif/quantitatif, facilité dutilisation,… Phase/Amplitude Phase seule Amplitude seule Contraste Transmission (1% 90%) Façonneur Complexité ( )

23 I.Mise en forme dimpulsions3. Paramètres clefs 23 Seuil de dommage Energie en entrée (µJ mJ) Paramètres clefs: compromis… Taux de rafraîchissement (Hz 100kHz) Mais aussi : encombrement, qualitatif/quantitatif, facilité dutilisation,… Phase/Amplitude Phase seule Amplitude seule Contraste Transmission (1% 90%) Façonneur Complexité ( )

24 I.Mise en forme dimpulsions3. Paramètres clefs 24 Complexité: une définition simple Complexité élevée => impulsions fortement façonnées. Double contrainte: bande spectrale limitée et résolution finie. Weiner et al, JOSAB, 5, (8), 1988

25 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 25 1.Problématique 2.Comment façonner lultracourt ? 3.Paramètres clefs 4.Mise en œuvre I.Mise en forme dimpulsions Façonneur

26 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 26 Simplement maximiser la complexité Maximiser la dispersion spatiale. Maximiser le nombre de pixels. Ligne à dispersion nulle très dispersive… - tout réflectif et géométrie sans aberration. - réseaux très dispersifs: 2000 traits/mm. - grande focale: f=600 mm.

27 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 27 Simplement maximiser la complexité Maximiser la dispersion spatiale. Maximiser le nombre de pixels. Masques à Cristaux Liquides: - Faible résolution (128 pixels) en PHASE et AMPLITUDE. - Haute résolution (640 pixels) en PHASE SEULE.

28 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 28 Simplement maximiser la complexité Maximiser la dispersion spatiale. Maximiser le nombre de pixels. Association de 2 masques de Phase haute résolution - 2 Masques à CL de Jenoptik: 640 pixels: 100 µm (97+3µm). 300 GW/cm². 1 masque en Phase et Amplitude Haute résolution Stobrawa, et al., APB, 72, (5), 2001

29 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 29 Simplement maximiser la complexité Performances: - fenêtre de 35 ps (0,06 nm/pixel). - ~220, maxi de transmission totale: 70%. - seuil de dommage: 300 GW/cm². Monmayrant et Chatel RSI, 75, (8), 2004 HRPS

30 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 30 Alignement ligne 4f : 32 degrés de liberté? Alignement des masques : 6 degrés de liberté 40 cm 3µm Fabrication des supports Les choses simples ne le sont pas Calibration / Programmation: pas toujours faite comme il le faudrait

31 I.Mise en forme dimpulsions4. Mise en œuvre 31 Physique complexe Pixellisation et interstices Dispersion spatiale non-linéaire Couplage spatiotemporel

32 II.Caractérisation dimpulsions32 II. Caractérisation dimpulsions 1.Mesurer lultracourt ? 2.Que sont lesTransitoires Cohérents ? 3.Une sonde sensible 4.Reconstruction de fonction donde atomique 5.Caractérisation complète par Transitoires Cohérents

33 II.Caractérisation dimpulsions 1. Mesurer l'ultracourt ? 33 II. Caractérisation dimpulsions 1.Mesurer lultracourt ? 2.Que sont lesTransitoires Cohérents ? 3.Une sonde sensible 4.Reconstruction de fonction donde atomique 5.Caractérisation complète par Transitoires Cohérents

34 II.Caractérisation dimpulsions 1. Mesurer l'ultracourt ? 34 Mesure ou caractérisation complète? Mesurer limpulsion: déterminer Caractérisation complète: déterminer lamplitude et la phase dans le domaine spectral ou temporel. Il nexiste pas de détecteur temporel assez rapide (caméras à balayage de fente ~ 500 fs)

35 II.Caractérisation dimpulsions 1. Mesurer l'ultracourt ? 35 Ex: corrélation interférométrique du premier ordre Photodiode Nécessite une impulsion déjà caractérisée ayant les mêmes propriétés spectrales (longueur donde, largeur). Le problème de caractérisation est rejeté sur la référence. Mesures autoréférencées (SPIDER, FROG,..) Mesures à référence

36 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 36 II. Caractérisation dimpulsions 1.Mesurer lultracourt ? 2.Que sont lesTransitoires Cohérents ? 3.Une sonde sensible 4.Reconstruction de fonction donde atomique 5.Caractérisation complète par Transitoires Cohérents

37 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 37 Excitation résonnante en régime perturbatif Transitoires Cohérents: Théorie Interaction entre un système à deux niveaux et une impulsion courte

38 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 38 Transitoires Cohérents: Théorie t (fs) t (fs) Impulsion limitée par Transformée de Fourier Impulsion à dérive de fréquence

39 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 39 Phase quadratique temporelle Théorie: Spirale de Cornu Passage par la résonance: phase stationnaire Après la résonance: Oscillations Avant la résonance : Variation lente |a e (t)|² 0 Temps P e (t) e Im(a (t)) Re(a e (t))

40 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 40 Phase quadratique temporelle Théorie: Spirale de Cornu Passage par la résonance: phase stationnaire Après la résonance: Oscillations Avant la résonance : Variation lente |a e (t)|² 0 Temps P e (t) e Im(a (t)) Re(a e (t))

41 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 41 Phase quadratique temporelle Théorie: Spirale de Cornu Passage par la résonance: phase stationnaire Après la résonance: Oscillations Avant la résonance : Variation lente |a e (t)|² 0 Temps P e (t) e Im(a (t)) Re(a e (t))

42 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 42 Phase quadratique temporelle Théorie: Spirale de Cornu Passage par la résonance: phase stationnaire Après la résonance: Oscillations Avant la résonance : Variation lente |a e (t)|² 0 Temps P e (t) e Im(a (t)) Re(a e (t))

43 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 43 Phase quadratique temporelle Théorie: Spirale de Cornu Passage par la résonance: phase stationnaire Après la résonance: Oscillations Avant la résonance : Variation lente |a e (t)|² 0 Temps P e (t) e Im(a (t)) Re(a e (t))

44 II.Caractérisation dimpulsions 2. Que sont lesTransitoires Cohérents ? 44 Observation expérimentale Zamith, et al, PRL, 87, (3), 2001

45 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 45 II. Caractérisation dimpulsions 1.Mesurer lultracourt ? 2.Que sont lesTransitoires Cohérents ? 3.Une sonde sensible 4.Reconstruction de fonction donde atomique 5.Caractérisation complète par Transitoires Cohérents

46 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 46 Contrôle: temps - fréquence

47 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 47 Contrôle: saut de phase de

48 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 48 Contrôle: saut de phase de

49 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 49 Saut de phase de : expérience Collaboration avec M. Motzkus (MPQ Garching) Ligne 4f CL 128 pixels 0.26nm/pix |a e (t)| 2 (u. arb.) temps (ps) Saut de phase de 0,26 nm après la résonance Transitoires cohérents très sensibles à la position du saut. Degert,et al, PRL, 89, (20), 2002

50 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 50 Une sonde sensible…. 6d, 8d 5p 2 P 1/2 5s 6p Fluo 420 nm Rb Phase Quadratique NOPA Chaîne LASER 795 nm 1kHz 1 mJ 130 fs 607 nm 1kHz 5 µJ 30 fs 795 nm, 1kHz 5 µJ, 20ps Rb PM Rb HRPS: 2 CL 640 pixels 0.06nm/pix Saut de phase de à variable (pas de 0,06 nm)

51 II.Caractérisation dimpulsions 3. Une sonde sensible 51 Une sonde sensible…. Transitoires très sensibles: on repère un décalage de 0,06 nm. Caractérisation de façonneurs à haute résolution: Wohlleben, et al., APB, 79, (4), 2004 Caractérisation complète dimpulsions par Transitoires Cohérents ? Monmayrant et al., CLEO 2005, soumis à OL

52 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 52 II. Caractérisation dimpulsions 1.Mesurer lultracourt ? 2.Que sont lesTransitoires Cohérents ? 3.Une sonde sensible 4.Reconstruction de fonction donde atomique 5.Caractérisation complète par Transitoires Cohérents

53 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 53 Transitoires Cohérents: amplitude? e Im(a (t)) Re(a e (t)) P e (t) Pas de signal avant la résonance: aucune information sur la première demi-spirale.

54 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 54 Transitoires Cohérents: amplitude? e Im(a (t)) Re(a e (t)) On transfère de la population à laide dune pré-impulsion. - Pas de recouvrement temporel. - Les Transitoires Cohérents dépendent de la phase relative à résonance. - a e (t) est complexe: 2 enregistrements nécessaires.

55 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 55 Des transitoires à lamplitude Deux séquences de deux impulsions avec une phase relative contrôlée

56 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 56 Reconstruction expérimentale: pré-requis Comment créer des séquences dimpulsions: -séparées par des délais importants. -avec un contrôle interférométrique des délais. -une stabilité sur plusieurs minutes, voire des heures. ?

57 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 57 Reconstruction expérimentale: test Deux impulsions limitées par TF avec une phase relative …

58 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 58 Spirographe atomique…

59 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 59 Evolution temporelle de a e2 (t) Im[a e2 (t)] (u. arb.) Re[a e2 (t)] (u. arb.) Temps (fs)

60 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 60 Mesure de fonction donde Quavons-nous mesuré? Evolution forcée dun niveau atomique Technique proche de lholographie quantique Mais habituellement on suit lévolution libre dun paquet donde - Tomographie quantique - Holographie quantique - Mesure de paquet donde Leichtle, et al., PRL, 80, (7), 1998 Walmsley, J. Phys. B, 31, 1998 Leichtle, et al., PRL, 80, (7), 1998 Weinacht, et al., PRL, 80, (25), 1998

61 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 61 II. Caractérisation dimpulsions 1.Mesurer lultracourt ? 2.Que sont lesTransitoires Cohérents ? 3.Une sonde sensible 4.Reconstruction de fonction donde atomique 5.Caractérisation complète par Transitoires Cohérents

62 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 62 Dérivation du champ électrique Amplitude de probabilité Intégrale du champ électrique

63 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 63 Reconstruction du champ électrique Des transitoires …

64 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 64 Reconstruction du champ électrique Des transitoires … … à lamplitude de probabilité...

65 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 65 Reconstruction du champ électrique Des transitoires … … à lamplitude de probabilité... … et au champ électrique.

66 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 66 Par différence entre les deux mesures, on détermine la dispersion du barreau de verre: Mesure de dispersion Dispositif de mesure (avec façonneur) a) barreau Dispositif de mesure (avec façonneur) b)

67 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 67 Mesure de dispersion

68 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 68 Effet de la sonde Fluo Mesure à référence: la sonde doit être connue (ou la pompe!). Terme interférométrique inhabituel: résonance à 2 photons. Décalage spectral: terme amplitudométrique à deux couleurs. La sonde peut être longue mais doit être caractérisée.

69 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 69 Une technique de plus? Technique adaptable? - Principe général: accordable à différentes gammes spectrales. - Fonctionne aussi pour un continuum (ionisation par la sonde). - Semble donc applicable à la caractérisation XUV. Technique adaptée aux impulsions fortement façonnées: - Très bonne résolution spectrale (Doppler). - Permet la caractérisation dimpulsions très étirées. - Permettrait la caractérisation dimpulsions composées de plusieurs lobes séparés (contrairement aux mesures autoréférencées). - Mesure in situ.

70 III.Conclusion - Perspectives70 Conclusion - Perspectives Façonneur haute résolution Forte complexité (35 ps / 100 fs). Grande efficacité (70%). Seuil de dommage élevé. Mesure de fonction donde Amplitude de probabilité à léchelle fs. Système en interaction. Caractérisation complète A référence à deux couleurs. Très haute résolution. Impulsions très étirées.

71 III.Conclusion - Perspectives71 Conclusion - Perspectives Façonneur haute résolution Forte complexité (35 ps / 100 fs). Grande efficacité (70%). Seuil de dommage élevé. Mesure de fonction donde Amplitude de probabilité à léchelle fs. Système en interaction. Caractérisation complète A référence à deux couleurs. Très haute résolution. Impulsions très étirées. Transfert à lUV. Contrôle optimal (molécules). Une idée? Essayons…

72 III.Conclusion - Perspectives72 Conclusion - Perspectives Façonneur haute résolution Forte complexité (35 ps / 100 fs). Grande efficacité (70%). Seuil de dommage élevé. Mesure de fonction donde Amplitude de probabilité à léchelle fs. Système en interaction. Caractérisation complète A référence à deux couleurs. Très haute résolution. Impulsions très étirées. Transfert à lUV. Contrôle optimal (molécules). Une idée? Essayons… Sonde vers un continuum (ionisation). Plusieurs niveaux excités.

73 III.Conclusion - Perspectives73 Conclusion - Perspectives Façonneur haute résolution Forte complexité (35 ps / 100 fs). Grande efficacité (70%). Seuil de dommage élevé. Mesure de fonction donde Amplitude de probabilité à léchelle fs. Système en interaction. Caractérisation complète A référence à deux couleurs. Très haute résolution. Impulsions très étirées. Transfert à lUV. Contrôle optimal (molécules). Une idée? Essayons… Sonde vers un continuum (ionisation). Plusieurs niveaux excités. Impulsions UV. Sonde vers un continuum. Impulsions très complexes.

74 74

75 II.Caractérisation dimpulsions 5. Caractérisation complète par T. Cohérents 75 Comparaison: mesure à référence Spirographe - mêmes largeurs spectrales. - gammes spectrales différentes. - aucun besoin dune précision interférométrique entre la pompe et la sonde. Corrélation interférométrique - mêmes largeurs spectrales. - mêmes gammes spectrales. - précision interférométrique.

76 I.Mise en forme dimpulsions4. Notre contribution 76 Physique complexe Pixellisation et interstices Dispersion spatiale non-linéaire Couplage spatiotemporel Stobrawa, et al., APB, 72, 2001

77 77

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79 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 79 Des transitoires à lamplitude Deux séquences de deux impulsions avec une phase relative contrôlée

80 II.Caractérisation dimpulsions 4. Reconstruction de fonction donde atomique 80 Des transitoires à lamplitude Deux séquences de deux impulsions avec une phase relative contrôlée Reconstruction géométrique r 0 ( ), r 1 ( ).

81 III.Caractérisation dimpulsions3. Reconstruction de fonction d'onde atomique 81 Reconstruction géométrique

82 III.Caractérisation dimpulsions3. Reconstruction de fonction d'onde atomique 82 Reconstruction géométrique

83 III.Caractérisation dimpulsions3. Reconstruction de fonction d'onde atomique 83 Reconstruction géométrique

84 III.Caractérisation dimpulsions3. Reconstruction de fonction d'onde atomique 84 Reconstruction géométrique

85 III.Caractérisation dimpulsions3. Reconstruction de fonction d'onde atomique 85 Reconstruction géométrique

86 86 FROG (Frequency Resolved Optical Gating) Spectromètre Autres techniques: -dérivés du FROG (THG-FROG, XFROG, TOAD,…). -SPIDER (Spectral Interferometry for Direct Electricfield Reconstruction) et ses dérivés (M-SPIDER, HOT SPIDER,…).

87 87 SPIDER fixe C. Iaconis et I. A. Walmsley, Opt. Letter 23 (1998) 792

88 88 HOT SPIDER C. Dorrer et al, Opt. Letter 26 (2001) 1510

89 89 Lart du compromis… « Nettoyage » dimpulsions avant amplification Faible complexité Faible transmission Contrôle partiel (phase) Faible seuil de dommage Taux de rafraîchiss t élevé Contraste élevé Faible encombrement Contrôle cohérent de processus non-linéaire Haute complexité Bonne transmission Contrôle total (phase/amp) Seuil de dommage élevé Taux de rafraîchiss t bas Répliques pas gênantes Encombrement quelconque

90 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 90 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Seres, et al., OL, 28, (19), 2003 Impulsions très courtes et intenses (AOPDF) Monmayrant et Chatel, RSI, 75, (8), 2004 Impulsions très complexes (ligne 4f) Beaucoup dautres résultats …

91 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 91 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage accordable (AOPDF) Monmayrant, et al., APB, 2005 Façonnage large bande (ligne 4f) Zeidler, et al. OL, 26, (23), 2001 Beaucoup dautres résultats …

92 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 92 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage direct? (ligne 4f CL-2D) Différence de fréquence Witte, et al, APB, 76, (4), 2003 Belabas, et al. OL, 26, (10), 2001 Vaughan, et al. OL, 30, (3), 2005

93 I.Mise en forme dimpulsions2. Comment façonner lultracourt ? 93 Aujourdhui… IR moyenIR proche - rougeVisibleUV Façonnage direct: ligne 4fSomme de fréquence Hacker et al JOSAB, 18, (6), 2001 Hacker, et al. APB, 76, (6), 2003 micro-miroirs Roth, et al APB, 80, (4 - 5), 2005 masque acousto- optique


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