Thierry Ruchon (LIDyL), Pascal Salière (LIDyL), Rodrigo Lopez-Martens (LOA), Franck Delmotte (LCF)
La nouvelle plateforme ATTOLab au CEA-Orme des merisiers est destinée aux études de dynamique ultrarapide en phases diluée et condensée. La salle SE1 (Salle Expérimentale 1kHz) a pour mission de fournir une source d’impulsions attosecondes polyvalente et adaptée aux expériences nécessitant des impulsions intenses. Après une première phase d’installation des équipements, les premiers photons UVX d’ATTOLab ont été générés à l’automne 2016. La source par génération d’harmoniques d’ordre élevé a été optimisée dans plusieurs conditions de génération : différentes configurations de focalisation, différents milieux générateurs (Argon, Neon), différentes géométrie de génération (jet ou cellule de gaz). La source peut ainsi être ainsi mise en forme spatio-spectralement. La Figure 1 présente un spectre des harmoniques 11 à 47 générées dans l’argon, où la contribution des trajectoires électroniques les plus courtes a été favorisée.
Figure 1 : Spectre brut 2D et spectre intégré spatialement et calibré en énergie
La structure attoseconde de l’émission harmonique a récemment été caractérisée. Pour cela, la phase spectrale de la source harmonique a été mesurée à l’aide d’un spectromètre à temps de vol, en appliquant la technique RABBIT (Reconstruction of Attosecond Beating By Interference of two-photon Transitons). Le faisceau harmonique a été pour cela refocalisé dans un jet de gaz noble (ici de l’argon) de façon à induire un processus d’ionisation. Le spectre d’énergie cinétique des photoélectrons, composé de pics séparés par deux fois la fréquence laser, reflète le spectre de la source. En combinant le faisceau harmonique avec un champ laser d’intensité modéré et de retard contrôlé, on observe l’apparition de bandes latérales aux fréquences paires du laser, dont l’intensité dépend de l’interférence entre deux chemins quantiques : i) absorption simultanée d’un photon harmonique d’ordre q et d’un photon laser, et ii) absorption d’un photon harmonique d’ordre q+2 et émission d’un photon laser. L’évolution de l’intensité des bandes latérales en fonction du retard UVX-IR permet d’accéder à la phase relative entre les ordres q et q+2, et ainsi de mesurer la phase spectrale de la source harmonique. Par transformée de Fourier inverse de l’amplitude et de la phase spectrale, on reconstruit le train d’impulsions attosecondes correspondant. Une trace RABBIT typique mesurée dans l’argon est présentée en Figure 2.
Figure 2: Trace RABBIT prise dans l’argon, donnant accès à la phase spectrale de l’émission harmonique. Elle permet ainsi de reconstruire le train d’impulsions attosecondes correspondant.
Résultats obtenus dans le cadre du projet de chaire junior externe d’Antonin Borot intitulé Isolated Multiple Attosecond Pulse Source (IMAPS) financé par le thème 3 du LabEx PALM et porté par Thierry Ruchon (LIDyL), Pascal Salière (LIDyL), Rodrigo Lopez-Martens (LOA), Franck Delmotte (LCF).
