De plus, l'utilisation d'une ou plusieurs impulsions permet également le contrôle [Tannor 86]. La troisième partie est une étude générale du contrôle de l'absorption directe à deux photons.
Pr´esentation g´en´erale
Le compresseur applique la phase opposée de la porteuse pour donner des impulsions d'environ 50 fs et 3 mJ en fin de chaîne. De plus, par la somme des fréquences entre les impulsions visibles et infrarouges (faisceau fondamental) ou en doublant ou triplant la fréquence des impulsions UV fondamentales, des impulsions UV réglables peuvent être générées.
NOPA
L’amplification param´etrique
L'interaction dans le cristal entre la pompe et le signal provoque une amplification du signal et l'apparition d'un champ de pulsation complémentaire ωi = ωp−ωs. En plus de la condition de conservation de l'énergie, les trois champs présents dans le cristal doivent vérifier la conservation de la quantité de mouvement ou accord de phase : kp=ks+ki.
La g´eom´etrie non-colin´eaire
La longueur d'onde centrale de ce signal est ajustée en modifiant le délai entre la pompe et le continuum. Différents spectres obtenus en sortie NOPA en fonction du délai entre la pompe et le continuum.
Fa¸connage
Complexit´e et repr´esentation du champ ´electrique
On peut alors tracer l'amplitude spectrale et la phase spectrale comme indiqué dans la première colonne de la figure 1.7 pour une phase plate (a), une phase quadratiquec(b), une phase cubique (c), un saut de phase de π (d ) et une série de deux impulsions (e). A titre d'exemple, la dernière colonne de la figure 1.7 représente le spectrogramme du champ E(t) avec une porte qui est une impulsion limitée par TF de durée 10 fs et centrée à 800 nm.
Fa¸conneur `a cristaux liquides
- Ligne 4f
- Masque `a cristaux liquides
- R´esultats
Selon les masques, ce type de forme permet le contrôle de phase [Weiner 00], de phase et d'amplitude [Weiner 88] ou de polarisation [Brixner 01]. Les pixels ont une largeur typique de 97 µm avec un espacement de 3 µm sans contrôle de phase.
Caract´erisation
- Autocorr´elation
- Cross-corr´elation
- Cross-corr´elation r´esolue spectralement : XFROG
- SPIDER
- Le transfert de phase et d’amplitude
- G´en´eration de seconde harmonique
- Application num´erique
- Transfert de phase et d’amplitude
- La mise en forme directe
La connaissance de la phase φ(ω) et de l'amplitude spectrale E(ω) assure une caractérisation complète du champE. Nous montrerons comment le transfert de phase et d'amplitude peut être effectué avec ce schéma.
Filtre acousto-optique dispersif programmable dans l’UV AOPDF
- Mise en forme
- Nature de l’interaction
- L’effet photo-´elastique
- Diffraction de Bragg
- Couplage acousto-optique
- Caract´eristiques de notre AOPDF
- G´eom´etrie de l’interaction
- Grandeurs caract´eristiques
- R´eglages
- Limitations
- R´esultats exp´erimentaux
- Dispositif exp´erimental
- Mise en forme
- Efficacit´e
Ces équations permettent une transmission directe de la phase et de l'amplitude spectrale de l'onde sonore. Dans le domaine temporel, l'impulsion formée est le résultat du filtrage de l'impulsion incidente par une onde acoustique.
Ouverture et conclusion
- Source UV accordable et fa¸connable
- Caract´erisation d’impulsions UV dans le diamant
- Absorption `a deux photons dans le diamant
- R´esultats exp´erimentaux
- Caract´erisation spatio-temporelle
- Conclusion
Ceci est obtenu en mesurant la transmission différentielle de l'intensité de la sonde. La sonde est réalisée par doublement d'un NOPA ou fondamental, soit de l'ordre de 250 nm ou 400 nm, et mise en forme par AOPDF. A partir de l'observation de la figure 3.1 nous pouvons définir quatre catégories d'entiers tests [ˇStefaˇn´ak 07] :. je).
Proposition th´eorique « id´eale »
- Calcul du champ somme de fr´equence
- Possibilit´es exp´erimentales
- Chirp constant - d´elai variable
- Chirp variable - d´elai constant
- Bilan
Ainsi, pour une meilleure interférence, il faut décaler le train d'impulsions vers le domaine t > 0 ou t < 0, soit le facteur 2. Ces grandeurs sont représentées en fonction du nombre N dans le facteur et du nombre M + 1 d'impulsions dans le train. Le problème dans le cas d'un train d'impulsions à retard constant et à phase en quadrature variable est très similaire au cas précédent.
Exp´eriences de d´emonstration
- Ce qui a ´et´e fait !
- Champ ´electrique, effet Talbot et somme de Gauss
- Pr´esentation de notre exp´erience
- Difficult´e exp´erimentale
- Premi`ere mise en œuvre
- Factorisation de grand nombres
- L’approche al´eatoire
- Marche al´eatoire
- Densit´e de probabilit´e et statistique
- Estimation de la troncature
Lors de la première mise en œuvre, tous les termes de la somme doivent être mesurés. Cet exemple permet de visualiser l'évolution de la somme gaussienne en fonction du nombre d'impulsions dans le train (M+ 1). La première implémentation naïve de la somme gaussienne a mis en évidence la loi des échelles fantômes.
Perspectives et conclusion
- Am´eliorations possibles
- Conclusion
- Notations et d´efinitions
- Equation de Schr¨odinger ´
- Repr´esentation d’interaction - r´ef´erentiel tournant
- Expression des amplitudes
- Calcul perturbatif
- Amplitude et champ spectral
La valeur de l'exposant n permet une convergence plus rapide de la somme dans le cas d'un non facteur et réduit donc la troncature. Dans cette partie nous avons développé un outil classique, la somme gaussienne, avec lequel nous pouvons aborder le problème très tendance de la factorisation. On obtient l'amplitude de l'état |ni par l'équation obtenue par hn| multiplier, c'est-à-dire pour le terme de gauche.
Syst`emes Pompe-Sonde
Sch´ema Pompe-Sonde classique
Pour démontrer l'efficacité des schémas Pompe-Sonde dans la reconstruction de la dynamique des états excités, nous revenons à l'équation 4.22, qui donne la variation de la population d'états finaux en fonction du délai entre les impulsions. Autrement dit, la dynamique de population de l’État est initiée à un instant t0, pris comme référence, par la pompe puis mesurée à l’instant t0 + τ au travers de la sonde. On obtient alors la dynamique avec une résolution déterminée par la durée de la sonde, ce qui est évidemment différent d'une distribution de Dirac.
Contrˆole du r´egime transitoire
La pompe peut donc être conçue pour contrôler la dynamique transitoire de l'état intermédiaire que la sonde va mesurer. La figure 4.2 montre l'évolution de la population de l'état final d'un système à 3 niveaux dans Rubidium [Dudovich 02a] en fonction du délai Pompe-Sonde. La proportionnalité entre la dynamique de l’état intermédiaire et la population de l’état final n’est possible qu’en considérant la sonde comme extrêmement courte.
Transitoires coh´erents
La population de l'état |ki, Pk(t) est tracée en (a) et son amplitude est tracée dans le plan complexe en (b). L’effet de cette phase se voit encore mieux dans l’évolution de l’amplitude de probabilité dans le plan complexe (figure 4.4(b)). Suivre son évolution permet alors de reconstituer la population de l'état |ki en fonction du temps (figure 4.4(a)).
Influence de la sonde
- Pompe courte-Sonde chirp´ee
- Cas g´en´eral
- Principe de l’exp´erience
- R´esultats
La figure 4.7 présente dans la colonne de gauche l'évolution de la population finale de l'État en fonction du temps. La fin de l'impulsion sonde correspondant à l'enroulement autour de la position asymptotique de l'amplitude. La position du bord de la spirale varie car la dynamique part toujours de l'origine (0,0).
Transitions vers un continuum et Harmoniques d’ordres ´elev´es
- Transition vers un continuum
- Les harmoniques comme Sonde chirp´ee
- La phase des harmoniques
La résolution d'une telle mesure dépend de deux paramètres principaux : le premier est la possibilité de faire varier finement la phase de l'impulsion et le second est l'estimation de la compensation. Ce type de système pompe-sonde avec une sonde ionisante courte a été utilisé dans notre groupe [Zamith 01a] et permet de suivre la dynamique. En (b) nous avons le cas inverse pour différentes tranches de photoélectrons autour de la fréquence centrale.
Conclusion
Le premier est le transfert direct d’un saut de phase du fondamental à l’harmonique. Nous pensons qu'il pourrait être intéressant d'examiner l'effet d'un saut de phase π/q sur la qième harmonique. Une autre application consiste à caractériser la phase d'une impulsion inconnue par ce procédé de compensation.
Absorption `a deux photons
TPA sans ´etat interm´ediaire
- Analogie avec la somme de fr´equence dans les cristaux
- Phase anti-sym´etrique
- Phase sym´etrique
- Autres phases
- Transition Raman
- Conclusion
Effet de la phase sinusoïdale antisymétrique sur la fluorescence des chromophores chez l'embryon de drosophile. Puissance spectrale expérimentale (ligne continue) et théorique (pointillés) d'une impulsion doublée en fréquence résultant d'une impulsion formée avec une forme spectrale de puissance rectangulaire et une phase carrée. Ces résultats, montrés dans le cas d'une phase carrée, sont valables pour toutes les phases symétriques.
TPA avec un ´etat interm´ediaire
- Impulsions noires
- Maximisation de la TPA
Contrairement au TPA non résonant, un saut de phase de π ne lui permet pas de s'annuler. L'axe horizontal (ω) représente les énergies des niveaux provenant de l'état fondamental ainsi que la pulsation de l'impulsion gaussienne depuis le centre. Ainsi, bien que l’énergie de l’impulsion soit considérablement réduite, le TPA est considérablement augmenté.
Mesure et contrˆole de la pr´ecession de Spin-Orbite
- Th´eorie
- Exp´erience
- Ouverture
On peut changer la définition de l'état brillant dans le cas d'une impulsion limitée par transformée de Fourier large bande (phase plate) (∆ωp ωk0k), on a alors E(ωe kg)' E(ωe 0p) et. Il s'agit en fait de l'état noir défini pour une impulsion limitée TF, qui n'est alors plus un véritable état noir dans le cas d'une impulsion façonnée. Les fonctions d'onde de l'état brillant et de l'un des états sombres sont données par
Conclusion
Chaque impulsion va alors contribuer à la population d’états excités et l’interférence tend à recentrer le paquet d’ondes vers la droite. Un grand nombre d’expériences en phase condensée ont utilisé ce contrôle pour sélectionner différents signaux ou même réaliser une imagerie sélective sur des embryons vivants. Leur intervention diversifie les phénomènes observés et un grand nombre d'expériences de contrôle jouant dans la phase entre les deux voies sont possibles.
Contrˆole du refroidissement vibrationnel de mol´ecules froides
- La photo-association
- La d´etection
- Le pompage optique
- R´esultats exp´erimentaux
- Dispositif exp´erimental
- R´esultats
- Conclusion
Une fois formé, il pompe les molécules vers le niveau vibratoire cible. C'est un processus d'excitation et de désexcitation radiative qui permet aux molécules de s'assembler au niveau souhaité. En réunissant nos expertises mutuelles, une expérience a été réalisée pour contrôler l'état vibrationnel de molécules froides.
Champ ´electrique
D´efinitions - Notations
Dur´ee - largeur spectrale
Les expérimentateurs le savent bien : on ne mesure les largeurs qu’à mi-hauteur (ou presque). Je présente ici la corrélation entre les largeurs à mi-maximum en intensité appelées FWHM et les quantités RMS. Ainsi définies, les largeurs spectrales et les durées de ce champ sont limitées par la transformée de Fourier reliée par les relations.
Fr´equence instantan´ee-Temps de groupe
Transform´ee de Fourier
- D´efinitions
- Propri´et´es et transform´ees de Fourier usuelles. . . ou non
- TF d’une impulsion limit´ee par transform´ee de Fourier
- TF d’une impulsion avec une phase quadratique
La transformée de Fourier inverse, correspondant au champ dans le domaine temporel, est donnée par. Soit P0(r) la densité de probabilité initiale et Pe0(k) la transformée de Fourier, la marche commençant à l'origine des coordonnées que nous avons :. B.6) En prenant la transformée de Fourier inverse de l'équation B.6, nous obtenons la densité de probabilité après étapes. Par l'analogie que nous avons faite avec la somme gaussienne, nous pouvons obtenir une expression de ses différentes probabilités.
Calcul approch´e
Closed-loop learning control of isomerization using shaped ultrafast laser pulses in the deep ultraviolet. A spatial light modulator based on fused silica sheets for adaptive feedback control of intense femtosecond laser pulses. Amplitude and phase control of ultrashort pulses using an acousto-optic programmable dispersive filter: pulse compression and shaping.