Microscopie de photodétachement

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1 Microscopie de photodétachement
à 2 couleurs C. Blondel, W. Chaibi, C. Delsart et C. Drag Laboratoire Aimé Cotton, UPR 3321, CNRS, campus d’Orsay

2 Microscopie de photodétachement : principe
Y.N. Demkov et al., JETP Lett. 34, 403 (1981) Microscopie de photodétachement : C. Blondel et al., Phys. Rev . Lett. 77, 3755 (1996) Microscopie de photoïonisation : C. Nicole et al., Phys. Rev . Lett. 88, (2002) Microscopie de photodétachement moléculaire : C. Delsart et al., Phys. Rev . Lett. 89, (2002) z0

3 Jet d’ions et colonne de champ électrique
7 6 5 4 3 2 1 8 9 10 11 12 13  1 : Doublet de lentilles simples ("einzellens") 2,5,9,10 : Plaques déflectrices 3,6,8 : Lentille simple 4 : Filtre de Wien  7 : Virage quadrupolaire  11 : Quadrupôle de focalisation  12 : Ralentisseur  13 : Zone d’interaction énergie cinétique du jet : 300 à 500 eV  60 à 80 km.s-1 x y détecteur : largeur à mi-hauteur 65 µm 1 électron toutes les 0,1 ms à 1 ms hauteur de “chute” : z0 = 0,514 m F entre 150 et 450 V/m

4 Acquisition (double passage)
jet d’ions miroir de renvoi  détecteur Laser à colorant photoélectrons F l = 535 à 710 nm (~ 596 nm) P = 100 à 400 mW Stabilité < 10 MHz sur 30 min (Sigmamètre) l mesurée ~ (lambdamètre WSU) Rmax = 0,5 - 2,2 mm N = 1 – 9 e = 0,3 - 1,8 cm-1 i = µm l = pm F=258.6 V/m de 2 à 2000 s

5 Analyse quantitative et spectrométrie électronique
American Journal of Physics 66, 38 (1998) R j Si- F = 427 Vm-1 ~ +/- 1% = 0,926 ± 0,002 cm-1 ± 0,008 cm-1 e3/2/F F q m 2 / 3 4 e h =

6 Détermination de l’affinité électronique
Ion négatif Espèce neutre hn e A Affinité électronique A : hn est mesurée 3/2/F est donné par l’ajustement (l’effet Doppler est pris en compte) Fluor A(19F) = ,451(20) cm-1 Oxygène A(16O) = ,676(7) cm-1 Silicium A(28Si) = ,246(8) cm-1 Soufre A(32S) = ,9760(42) cm-1 Eur. Phys. J. D33, 335 (2005) Structure interne atomes et ions Soufre 32S: E(2P1/2)  E(2P3/2) = 483,5352(34) cm-1 32S: E(3P1)  E(3P2) = 396,0587(32) cm-1 J. Phys. B39, 1409 (2006) Molécules OH A(16O1H) = ,982(7) cm-1 J. Chem. Phys. 122, (2005) SH A(32S1H) = ,543(12) cm-1 J. Mol. Spec., sous presse (2006)

7 Microscopie de photodétachement à 2 couleurs
2ème couleur : e2 1ère couleur : e1 avec De=e1-e2 très bien connu e3/2/F De=3,898 GHz

8 Système d’excitation à 2 couleurs
(l ~ 596 nm) P ~ 400 mW Photodiode piezo d ~ 1,2 cm l/2 Modulateur Electro-optique LiNbO3 Synthétiseur n=1,949 GHz P =-2,3 dbm Amplificateur + 37 dB P ~ 2*85 mW R1=80% R2=80% d ~ 3,85 cm

9 Enregistrements et ajustements
596 894.89 pm 596   pm au lieu de (42) cm-1 A(32S) = (40) cm-1 en laissant le champ électrique libre

10 Conclusion et perspectives
La « Microscopie de photodétachement » permet une utilisation quantitative des images pour de la spectroscopie de très haute résolution (2,5.10-7) La « Microscopie de photodétachement à 2 couleurs» conduit à déterminer l’énergie électronique indépendamment du champ électrique « Microscopie de photodétachement » en champ magnétique transverse et longitudinal T. Kramer et al. Europhys. Lett., (2001) Bracher et al., Phys. Rev. A 73, (2006) « Microscopie de photodétachement » en régime pulsé (changement de détecteur + fabrication d’une chaîne laser pulsée monomode – 30 ns, 10 mJ)