<!doctype html public "-//w3c//dtd html 4.0 transitional//en"> <html> <head>    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">    <meta name="Author" content="danielle furio">    <meta name="GENERATOR" content="Mozilla/4.7 [fr] (Win98; I) [Netscape]">    <title>exp-pompe-sonde</title> </head> <body background="Backgrnd.gif"> &nbsp; <table BORDER COLS=3 WIDTH="100%" BGCOLOR="#FFFFCC" > <tr> <td> <center><b><font color="#3333FF"><a href="../accueil.html">Page d'accueil</a></font></b></center> </td>  <td> <center><b><font color="#3333FF"><a href="../sommaire-recherche.html">Liste des th&egrave;mes de recherche</a></font></b></center> </td>  <td> <center><b><font color="#3333FF"><a href="../annuaire.html">annuaire</a></font></b></center> </td> </tr> </table>  <br>&nbsp; <br>&nbsp; <table BORDER COLS=1 WIDTH="100%" > <tr> <td> <center><b><i><font face="Arial,Helvetica"><font size=+3>Mod&eacute;lisation d'exp&eacute;riences pompe-sonde</font></font></i></b> <br><b><i><font face="Arial,Helvetica"><font size=+3>Contr&ocirc;le des r&eacute;actions d'ionisation et de dissociation mol&eacute;culaires</font></font></i></b></center> </td> </tr> </table>  <br>&nbsp; <table COLS=1 WIDTH="100%" > <tr> <td> <center><b><font face="Arial,Helvetica">Eric Charron, Arne Keller, H&eacute;l&egrave;ne Lefebvre-Brion, Darian Stibbe, <nobr>Annick Suzor-Weiner</nobr></font></b></center> </td> </tr> </table>  <p> <hr SIZE=3 WIDTH="100%"> <br>&nbsp; <table COLS=1 WIDTH="100%" BGCOLOR="#FFFFCC" > <tr> <td><font face="Arial,Helvetica">Cette activit&eacute; est centr&eacute;e sur le th&egrave;me de la femtochimie et plus particuli&egrave;rement sur la mod&eacute;lisation des exp&eacute;riences pompe-sonde r&eacute;alis&eacute;es avec des impulsions laser femtosecondes ou picosecondes. Ce travail est r&eacute;alis&eacute; en &eacute;troite collaboration avec des exp&eacute;rimentateurs du groupe <i><a href="../chapitre3/solvatation.html">R&eacute;activit&eacute;</a></i> au laboratoire.</font> <br>&nbsp; <blockquote><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Les exp&eacute;riences pompe-sonde permettent dobtenir des informations r&eacute;solues en temps sur un syst&egrave;me mol&eacute;culaire. Elles consistent &agrave; pr&eacute;parer la mol&eacute;cule &agrave; partir de son &eacute;tat fondamental dans un &eacute;tat excit&eacute;, &agrave; laide dune premi&egrave;re impulsion laser (pompe). Une seconde impulsion vient sonder la mol&eacute;cule apr&egrave;s un d&eacute;lai </font><font face="Symbol">D</font><font face="Arial,Helvetica">t, en excitant la mol&eacute;cule vers un &eacute;tat final, en g&eacute;n&eacute;ral dans un continuum dionisation ou de dissociation. La mesure du signal qui en r&eacute;sulte (comptage dions, d&eacute;lectrons ou de la fluorescence des fragments) en fonction du retard </font><font face="Symbol">D</font><font face="Arial,Helvetica">t entre les deux impulsions laser permet de suivre l&eacute;volution temporelle du syst&egrave;me mol&eacute;culaire dans l&eacute;tat excit&eacute; interm&eacute;diaire. Dans le cas particulier o&ugrave; l&eacute;tape sonde ionise la mol&eacute;cule, il est tr&egrave;s instructif de mesurer le spectre d&eacute;nergie cin&eacute;tique des photo&eacute;lectrons en fonction du retard </font><font face="Symbol">D</font><font face="Arial,Helvetica">t entre les deux impulsions laser. Le signal pompe-sonde sera alors fonction non seulement du retard </font><font face="Symbol">D</font><font face="Arial,Helvetica">t mais aussi de l&eacute;nergie cin&eacute;tique </font><font face="Symbol">e</font><font face="Arial,Helvetica"> des &eacute;lectrons &eacute;ject&eacute;s.</font></blockquote>  <br>&nbsp; <br>&nbsp; <center> <p><b><u><font face="Arial,Helvetica"><font size=+1>M&eacute;thodes de mod&eacute;lisation :</font></font></u></b></center>  <p><br> <br> <br> <br> <p><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;La mod&eacute;lisation quantique de ce type dexp&eacute;riences implique la propagation de <u>paquets dondes</u>, superpositions coh&eacute;rentes d&eacute;tats mol&eacute;culaires excit&eacute;s simultan&eacute;ment par les impulsions ultra-br&egrave;ves, de largeur spectrale non n&eacute;gligeable. Ce calcul de propagation sur les surfaces de potentiel coupl&eacute;es par linteraction radiative doit &ecirc;tre effectu&eacute; pour chaque retard </font><font face="Symbol">D</font><font face="Arial,Helvetica">t afin de simuler le signal exp&eacute;rimental.</font> <br><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Dans le but d&eacute;tudier simultan&eacute;ment les processus dionisation et de dissociation, nous avons d&eacute;velopp&eacute; une m&eacute;thode num&eacute;rique&nbsp;</font> <br><i><font face="Arial,Helvetica"><font color="#999999"><font size=-1>[CHARRON E., SUZOR-WEINER A. Femtosecond dynamics of NaI ionization and dissociative ionization, J. OF CHEMICAL PHYSICS, 1998, 108, 3922. ]</font></font></font></i> <br><font face="Arial,Helvetica">permettant de tenir compte de la comp&eacute;tition entre les deux <i>continua</i> &eacute;lectronique et nucl&eacute;aire intervenant lorsque l&eacute;tape sonde ionise la mol&eacute;cule &agrave; une &eacute;nergie sup&eacute;rieure &agrave; celle du premier seuil de dissociation de lion. Cette approche n&eacute;cessite une discr&eacute;tisation du continuum &eacute;lectronique de la mol&eacute;cule et la simulation des spectres exp&eacute;rimentaux requiert un calcul num&eacute;rique lourd (typiquement de plusieurs journ&eacute;es sur un serveur de calcul multiprocesseurs de haut de gamme).</font> <br><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Pour une intensit&eacute; laser mod&eacute;r&eacute;e (approximation perturbative du second ordre) et des impulsions&nbsp; suffisamment courtes (approximation impulsive), nous avons d&eacute;velopp&eacute; une formulation plus proche de lexp&eacute;rimentateur et tr&egrave;s performante au plan num&eacute;rique. Les &eacute;tapes de pompe et de sonde sont simplement d&eacute;crites par des filtres ou &laquo;fen&ecirc;tres&raquo; qui d&eacute;pendent des surfaces d&eacute;nergie potentielle et de la forme des impulsions laser ; la dynamique des noyaux na lieu que sur l&eacute;tat interm&eacute;diaire (e) (que lon cherche &agrave; caract&eacute;riser) et en labsence du champ laser. Cette formulation a &eacute;t&eacute; appliqu&eacute;e aux exp&eacute;riences pompe-sonde effectu&eacute;es dans le groupe <i>R&eacute;activit&eacute;</i> sur le complexe de van der Waals HgAr <i><font color="#999999"><font size=-1>[KELLER A , DION C.,&nbsp; ATABEK O., Laser induced alignment dynamics of HCN by short, intense pulses.SPIE proceedings of the San Jose Meeting, Ed. J.W. Hepburn, R.E. Continetti and M.A. Johnson, 1998, 3271, 243.]</font></font></i></font> <br><i><font face="Arial,Helvetica"><font color="#999999">.</font></font></i> <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br> <br> <center> <p><b><u><font face="Arial,Helvetica"><font size=+1>Contr&ocirc;le des dynamiques dionisation et de dissociation mol&eacute;culaires :</font></font></u></b></center>  <p><br> <br> <br> <br> <p><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Dans lobjectif dexplorer le contr&ocirc;le par laser des comp&eacute;titions entre voies dionisation et voies de dissociation mol&eacute;culaires, nous nous sommes int&eacute;ress&eacute;s &agrave; une r&eacute;cente &eacute;tude exp&eacute;rimentale r&eacute;alis&eacute;e par des chercheurs du Laboratoire &agrave; laide de sources laser femtoseconde du CEA-Saclay sur la dynamique dionisation dissociative de la mol&eacute;cule NaI<i><font color="#999999"><font size=-1> [ C. JOUVET, S. MARTRENCHARD, D. SOLGADI, C. DEDONDER-LARDEUX, M. MONS, G. GREGOIRE, I. DIMICOLI, F. PIUZZI, J.P. VISTICOT, J.M. MESTDAGH, P. DOLIVEIRA, P. MEYNADIER and M. PERDRIX Experimental femtosecond photoionization of NaI J. Phys. Chem. A 101, 2555 (1997)]</font></font></i></font> <center> <p><img SRC="annick1.GIF" height=400 width=370> <br><i><font face="Arial,Helvetica">Figure 1: Sch&eacute;ma d'excitation pompe-sonde de la mol&eacute;cule NaI.</font></i></center>  <p><font face="Arial,Helvetica">Nos mod&eacute;lisations quantiques d&eacute;crites ci-dessus ont permis de reproduire et dinterpr&eacute;ter quantitativement <font color="#999999"><font size=-1>[<i>CHARRON E., SUZOR-WEINER A. Femtosecond dynamics of NaI ionization and dissociative ionization, J. OF CHEMICAL PHYSICS, 1998, 108, 3922. ]</i></font></font>les r&eacute;sultats exp&eacute;rimentaux. La compr&eacute;hension pr&eacute;cise des m&eacute;canismes impliqu&eacute;s dans la comp&eacute;tition entre les voies de fragmentation &agrave; deux corps (ionisation : NaI --> NaI<sup>+</sup> + e<sup>-</sup>) et trois corps (ionisation dissociative : NaI --> Na<sup>+</sup> + I + e<sup>-</sup>) nous a conduits &agrave; pr&eacute;dire des conditions exp&eacute;rimentales r&eacute;alistes pour contr&ocirc;ler, &agrave; laide dune succession de deux impulsions laser ultra-br&egrave;ves, le rapport de branchement entre ces deux voies. Comme le montre la Figure 2, les deux param&egrave;tres importants pour canaliser majoritairement le flux de fragmentation dans lune de ces deux voies, sont les dur&eacute;es des impulsions pompe (</font><font face="Symbol">t</font><font face="Arial,Helvetica"><sub>1</sub>) et sonde (</font><font face="Symbol">t</font><font face="Arial,Helvetica"><sub>2</sub>). Ceci provient dun effet de localisation spatiale de paquets dondes<font color="#999999"><i><font size=-1>[CHARRON E., SUZOR-WEINER A. Femtosecond dynamics of NaI ionization and dissociative ionization, J. OF CHEMICAL PHYSICS, 1998, 108, 3922. ]</font></i>.</font></font> <center> <p><img SRC="annick2.GIF" height=400 width=426> <br><i><font face="Arial,Helvetica">Figure 2 : Courbes de niveaux calcul&eacute;es indiquant le pourcentage dions mol&eacute;culaires NaI<sup>+</sup> form&eacute;s NaI<sup>+</sup>/(Na<sup>++</sup>NaI<sup>+</sup>) en fonction des dur&eacute;es dimpulsions pompe (</font></i><font face="Symbol">t</font><i><font face="Arial,Helvetica"><sub>1</sub>) et sonde (</font></i><font face="Symbol">t</font><i><font face="Arial,Helvetica"><sub>2</sub>).</font></i> <br><i><font face="Arial,Helvetica">Les longueurs donde pompe et sonde valent respectivement</font><font face="Symbol"> l</font><font face="Arial,Helvetica">1 = 304nm et </font><font face="Symbol">l</font><font face="Arial,Helvetica">2 = 205nm.</font></i></center>  <p><br> <br> <br> <br> <br> <p><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;En prolongement de ce premier travail, nous nous sommes int&eacute;ress&eacute;s &agrave; des exp&eacute;riences utilisant une puissance laser plus &eacute;lev&eacute;e, qui permet de sonder la dynamique mol&eacute;culaire par ionisation multiphotonique r&eacute;sonnante. Une mod&eacute;lisation num&eacute;rique bas&eacute;e sur une approche &agrave; deux &eacute;lectrons de valence nous a permis de comprendre et dinterpr&eacute;ter un surprenant effet dasym&eacute;trie observ&eacute; lors de la d&eacute;tection du paquet dondes &eacute;voluant dans l&eacute;tat excit&eacute;, selon son sens de propagation (vers lint&eacute;rieur ou lext&eacute;rieur du puits de potentiel)&nbsp; .</font> <br><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Enfin, nous &eacute;tendons actuellement cette &eacute;tude au cas de petits agr&eacute;gats mol&eacute;culaires, ou mol&eacute;cules &laquo; solvat&eacute;es &raquo;. Ici encore, nous sommes motiv&eacute;s par des exp&eacute;riences du groupe R&eacute;activit&eacute; qui a montr&eacute;, dans le cas de CsI(CH<sub>3</sub>CN)n un &eacute;change int&eacute;ressant de vibration de la coordonn&eacute;e Cs-I &agrave; la coordonn&eacute;e Cs-N. Une premi&egrave;re &eacute;tape du travail consiste en des calculs de surfaces potentiel &agrave; deux dimensions, r&eacute;alis&eacute;s avec des th&eacute;oriciens du CEA (Ph. Milli&eacute;, V. Brenner).</font> <p><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Par ailleurs, nous avons &eacute;tudi&eacute; une exp&eacute;rience de contr&ocirc;le coh&eacute;rent (par superposition dun rayonnement dune impulsion laser et de son harmonique triple) effectu&eacute;e sur la mol&eacute;cule HI par le groupe du Pr. Gordon (Chicago, Etats-Unis). Lexp&eacute;rience semble mettre en &eacute;vidence une diff&eacute;rence de phase entre la d&eacute;tection des produits dionisation et de ceux de dissociation. Une &eacute;tude th&eacute;orique de la phase mol&eacute;culaire intervenant dans ce processus a d&eacute;montr&eacute; quelle devrait &ecirc;tre nulle <i><font color="#999999"><font size=-1>[LEFEBVRE-BRION H., Study of the origin of the phase lag between signals in coherent laser control. J. CHEM. PHYS, 1997, 106, 2544]</font></font></i></font> <br><font face="Arial,Helvetica">&nbsp;Une nouvelle exp&eacute;rience vient de confirmer ce r&eacute;sultat au moins dans le cas de lautoionisation. Il reste &agrave; &eacute;tudier ce qui se passe dans le cas de la pr&eacute;dissociation. Le mod&egrave;le th&eacute;orique va donc &ecirc;tre &eacute;tendu au cas de la comp&eacute;tition entre autoionisation et pr&eacute;dissociation. Dautre part, des calculs MQDT ont permis dattribuer un certain nombre de pics observ&eacute;s, pr&eacute;sentant ce ph&eacute;nom&egrave;ne de d&eacute;phasage.</font> <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <p>&nbsp;</td> </tr> </table>  <p> <hr SIZE=3 WIDTH="100%"> <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <br>&nbsp; <p>. </body> </html> 
