Chapitre 27. Lumière extrême
Pages 677 à 695
Citer ce chapitre
- COHEN-TANNOUDJI, Claude
- et GUÉRY-ODELIN, David,
- Cohen-Tannoudji, Claude.
- et al.
- Cohen-Tannoudji, C.
- et Guéry-Odelin, D.
Citer ce chapitre
- Cohen-Tannoudji, C.
- et Guéry-Odelin, D.
- Cohen-Tannoudji, Claude.
- et al.
- COHEN-TANNOUDJI, Claude
- et GUÉRY-ODELIN, David,
Notes
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[1]
Il est important de remarquer que ce processus de recollision dépend de l’ellipticité de la polarisation de l’impulsion infrarouge. Comme nous l’avons montré au chapitre 10, les processus de recollision sont plus efficaces lorsque la polarisation est linéaire et ne se produisent pas lorsqu’elle est circulaire.
-
[2]
Reconstruction of Attosecond Beating by Interference of Two-photon Transitions.
-
[3]
La figure 27.2 ne représente que les processus dominants où le photon XUV est absorbé d’abord. On pourrait considérer d’autres processus où l’absorption du photon XUV se produit après l’absorption ou l’émission stimulée du photon infrarouge, mais leur amplitude est beaucoup plus faible en raison du grand dénominateur d’énergie de l’élément de matrice à deux photons.
-
[4]
Voir §10.5.3.
-
[5]
Voir 10.3.
-
[6]
Voir §6.7.
-
[7]
Voir par § exemple [Sansone et al. (2009)] et ses références.
-
[8]
On suppose que l’intensité de l’impulsion infrarouge n’est pas suffisante pour ioniser l’atome, mais qu’elle est assez grande pour communiquer un changement de vitesse appréciable à l’électron libéré par l’impulsion XUV.
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[9]
L’unité de temps atomique, égale à 24 as, est définie comme étant le temps requis pour parcourir une distance égale au rayon de Bohr a0 avec une vitesse cα où α est la constante de structure fine.
-
[10]
Le champ de Coulomb créé par un proton à une distance égale à deux fois le rayon de Bohr est de l’ordre de 1, 5 × 1011V/m.
-
[11]
Voir le chapitre 10.
-
[12]
Une impulsion de 10 fs avec une énergie de 1 mJ possède une puissance pic de 100 GW (ce qui correspond à la puissance délivrée par 100 réacteurs nucléaires, mais bien sûr pendant un temps très court !). Lorsqu’une telle impulsion est focalisée sur un rayon à 1/e2 de 50 µm, elle fournit une intensité pic atteignant 4 × 1015 W/cm2.
-
[13]
Des lasers pétawatt (1015 W) de haute énergie (>kJ) sont actuellement en cours de développement, par exemple au Lawrence Livermore National Laboratory, pour chauffer et amener un mélange de deutérium et de tritium à la température de fusion. La description de cette classe de lasers extrêmes va au-delà des objectifs de ce chapitre.
-
[14]
Pour l’anglais Chirped pulse amplification (NdT).
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[15]
Voir [Malka et al. (2008)] et les références incluses.
-
[16]
Le fait que le verrouillage de mode puisse produire des impulsions limitées par transformée de Fourier avait été remarqué à l’origine par Willis Lamb en 1964 [Lamb (1964)].
-
[17]
Voir [Brabec et Krausz (2000)] et les références incluses.
-
[18]
Voir [Brabec et Krausz (2000)] et les références incluses.
-
[19]
Voir la note 10, page 686.
-
[20]
Voir par exemple [Esarey et al. (2009)] pour plus de détails.
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[21]
Les accélérateurs linéaires conventionnels utilisant des champs radiofréquence sont limités à des champs d’accélération relativement faibles ( 100 MV.m−1).
-
[22]
Le domaine de paramètres intéressant pour la physique des hautes énergies est > 1011 électrons par impulsion, accélérés jusqu’au TeV.
La plupart du temps, les progrès en physique atomique font suite à des avancées technologiques dans le développement des sources de lumière, qui donnent accès à des performances sans précédent. À cet égard, les lasers continuent à ouvrir un faisceau de voies de recherche nouvelles, que l’on ne pourrait explorer sans la cohérence, la grande intensité et les faibles durées d’impulsion que permettent les sources laser. Dans ce chapitre, nous illustrons cette idée en décrivant une nouvelle frontière de la physique atomique, la physique attoseconde, explorée grâce à un nouveau type de lumière extrême, consistant en des impulsions ultra brèves, qui durent moins de quelques dizaines d’attosecondes (1 as = 10−18 s). Quels sont les mécanismes physique donnant lieu à des impulsions aussi courtes ? Comment peut-on les mesurer ? Quelles sortes de problèmes nouveaux permettent-elles d’explorer ? Telles sont les questions auxquelles nous voudrions répondre dans ce chapitre.
La figure 27.1 montre la décroissance de la durée minimale des impulsions laser au cours des dernières décennies. La décroissance continue entre 1964 et 1986 est due à l’invention et au développement du verrouillage de mode. À la fin de cette période, les impulsions ultra brèves pouvaient atteindre une durée de 6 fs, correspondant à deux ou trois oscillations du champ laser visible ou infrarouge. Pour réduire encore la durée, il aurait fallu utiliser des longueurs d’ondes plus courtes et trouver des matériaux non linéaires adéquats pour étendre les techniques de verrouillage de mode à ce domaine de fréquence…
Date de mise en ligne : 01/06/2022
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