Lumière sur la plateforme de Rayonnements extrêmes pour l’étude de la Structure et Dynamique de molécules et matériaux (X-2M) de l’iLM
Ouverte aux utilisateurs depuis début 2025, la plateforme interdisciplinaire X-2M de l’iLM, à Lyon, connaît une montée en puissance de son activité.
Le 22 janvier 2026, Franck Lépine (DR CNRS, Responsable scientifique d’X-2M) et Emilien Prost (IE CNRS, Responsable technique d’X-2M), ont accueilli le Comité Infrastructures du PEPR LUMA dans le cadre des accès plateformes ULTRAFAST LUMA à l’Institut Lumière Matière UMR CNRS – Université Claude Bernard Lyon 1, au sein du campus LyonTech-La Doua.
Les installations expérimentales de l’iLM permettent d’étudier la matière au moyen de sources de lumière à l’état de l’art. Elles incluent la génération d’impulsions attosecondes XUV jusqu’aux impulsions ultracourtes THz femtosecondes, avec la spécificité de pouvoir étudier des systèmes moléculaires de grande complexité, isolés ou déposés, par exemple d’intérêt chimique ou biologique. Elles combinent les techniques de spectroscopie d’électrons résolue en angle (VMI), d’absorption transitoire (XUV…THz), de sources electrospray, de piégeage d’ions, de spectrométrie de masse, de caractérisation structurelle par spectroscopie vibrationnelle (IRMPD), de spectroscopie par double peigne de fréquence (DCS) etc.
Détails techniques de la plateforme
Source laser principale :
- Ti:Sa, 800nm jusqu’à 9 mJ, ~30fs, jusqu’à 1 kHz
- Ti:Sa, 800nm jusqu’à 2 mJ, ~30fs, jusqu’à 5 kHz, CEP stable
- Yb, 1030nm jusqu’à 2 mJ, ~20fs, jusqu’à 200 kHz, CEP stable
- Mid IR, de 1.3 µm to 5 µm jusqu’à 15 mJ, ~1ns, 10 Hz
- Mid IR, de 2 to 4 µm, 600 nJ, ~1ns, 200 kHz
- Dual comb spectrometer, 800nm, 400nm, 80 MHz
Conversion de fréquence/ sources secondaires :
- Basses harmoniques visible … UV , OPA 1,1-2,6 µm, >1mJ, < 80fs
- 4 sources HHG XUV de 10 à 100eV (impulsions attosecondes, XUV intense)
- THz, 1-40THz, impulsions <50 fs, champ électrique ~1MV/cm
Spectrométries disponibles :
- Velocity Map Imaging (VMI) : Spectromètre de vitesse de photoélectrons/photoions résolu en angle
- Spectromètre d’électrons haute résolution
- Spectromètre XUV
- Spectromètre FTIR
- 6 Spectromètres de masse haute résolution (3 pièges à ions, 3 Tandem MS)
- 6 Sources electrospray
- Spectroscopie vibrationnelle IRMPD
- THz ABCD (Air Biased Coherent Detection) pour la spectroscopie dans le domaine temporel
- Chromatographie liquide
Domaines d’application :
La plateforme interdisciplinaire X-2M est en particulier dédié à l’étude des processus ultrarapides et à la structure de (bio-)molécules complexes pertinentes pour la chimie, la biologie et la santé. Couplant des rayonnements extrêmes de l’XUV ultrabref (atto/fs) au THz, aux technologies de la chimie analytique.
Quelques exemples de domaines d’applications :
- Physique attoseconde des atomes, molécules et ions
- Attochimie dans les molécules simples et complexes (de H2…aux protéines)
- Femtochimie en phase gazeuse
- Spectroscopie de photoélectrons et photoions résolue en angle et en temps pour des atomes et molécules neutres et chargées en phase gazeuse
- Détermination des structures de molécules complexes (isolées, au repos ou photoexcitées)
- Spectroscopie d’absorption/réflexion résolue en temps THz et XUV ultrarapide en phase solide
- Photocatalyse, Photochimie, photobiologie de molécules complexes (biomolécules, complexes moléculaires)
- Mise en forme d’impulsions XUV et THz
- Spectroscopie moléculaire et métrologie
N’hésitez pas, dès à présent, à contacter directement le responsable de plateforme pour discuter de la faisabilité de vos projets et organiser vos futures campagnes de mesure !
Depuis le printemps 2024, les membres du Comité Infrastructures et du Comité de Direction du PEPR LUMA vont à la rencontre des plateformes du Hub Infrastructures LUMA sur les différents sites offrant de l’accès utilisateur à l’ensemble de la communauté scientifique concernée par l’étude des interactions lumière-matière. Ces visites permettent de renforcer la communication entre les acteurs du Hub Infrastructures, suivre la mise en place des équipements et des accès financés par le PEPR, et réaliser les vidéos de présentation des plateformes, publiées chaque mois sur notre chaîne YouTube.
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