Lumière sur la plateforme de spectroscopie résolue en temps de l’attoseconde à la femtoseconde du CELIA
Ouverte aux utilisateurs depuis mi-2024, la plateforme de spectroscopie vibrationnelle à Bordeaux a déjà accepté 9 projets d’utilisateurs via le Hub Infrastructures LUMA.
Le 27 mars 2026, Yann Mairesse (Responsable scientifique de la plateforme), Stéphane Petit (Responsable de BlastBeat : Ytterbium fibré), Valérie Blanchet (co-porteuse du Moonshot Project TORNADO), Samuel Beaulieu et Dominique Descamps ont accueilli le Comité Infrastructures du PEPR LUMA dans le cadre des accès plateformes ULTRAFAST LUMA au Centre Lasers Intenses et Applications à Bordeaux, unité mixte de recherche (UMR5107) fondée en 1999 par l’Université de Bordeaux et le CNRS, rejoints en 2003 par le CEA.
Le CELIA est spécialiste de la spectroscopie résolue en temps de l’attoseconde à la femtoseconde, de la matière diluée à la matière condensée. II combine le développement de lignes de lumière couvrant une très large gamme spectrale, de l’infrarouge moyen à l’extrême ultraviolet, a des techniques de spectroscopies innovantes reposant sur la manipulation du profil temporel et/ou spatial, mais aussi des états de polarisation de la lumière dépendants du temps, ainsi que les diagnostics spectral, temporel et polarisation associés.
Détails techniques de la plateforme
- Aurore 1/Aurore 3
Impulsions laser :
– 1 kHz, 25 fs, 7mJ à 800 nm
– Stabilité en énergie : 1%RMS
– ASE 3 ns, 1% en énergie.
– Postcompression : impulsion de 7 fs avec 500 mJ de sortie
Conversion de fréquence (<100fs):
– Génération d’harmoniques dans les cristaux : 400 nm, 266 nm, 200 nm; plusieurs dizaines de microjoules
– Amplificateur paramétrique optique : quelques microjoules accordables entre 200-300 nm, 300-350 nm, 475 nm-4.5 µm et production de THz par excitation bichromatique de plasma
– Caractérisations temporelle et spectrale de quasi-toutes les gammes spectrales.
– Polarisation variable avec mesure
Spectroscopie par génération d’harmoniques d’ordre élevé et champs forts :
– Jets de gaz pulsés au kHz avec pompage compatible avec composés corrosifs
– Spectroscopie d’Harmoniques dans les solides.
– Manipulation de la polarisation de la lumière à l’échelle du cycle optique
– Analyse du rayonnement harmonique XUV : spectre, état de polarisation, phase
– Génération d’impulsions attosecondes uniques
Spectroscopie pompe sonde fs-VUV ou autre :
– Sélection d’un groupe d’harmoniques VUV-XUV par filtres métalliques
– Spectromètre Imageur des Vecteurs Vitesses (VMI) jusqu’à 20 eV, couplée à vanne pulsée kHz, buller, jet continu
– Spectrométrie de masse
Endstations :
– Dispositifs pompe-sonde : Spectroscopie de réseaux transitoires, interférométrie avec référence, Spectrométrie des moments de photoélectrons et ions.
Domaines d’application : Physique en champ fort, Attoscience, Femtochimie avec chiralité, Astrochimie, optique non-linéaire des matériaux . - Aurore 2
Impulsions laser :
– 1 kHz, 25 fs, 7 mJ à 800 nm
– Stabilité en énergie : 1%RMS
– Possibilité d’utiliser 2 bras avec compresseurs indépendants (pompe-sonde).
– ASE 3 ns, 1% en énergie.
Conversion de fréquence
– Source NOPA accordable 390 – 680 nm, durée d’impulsion 80 fs quelques µJ.
Endstations :
– Dispositif pompe-sonde associé à la technique d’interférométrie dans le domaine des fréquences.
– Porte-cible renouvelant la cible au kHz dans une enceinte permettant de travailler sous vide
Domaines d’application : Dynamique des transitions de phase dans les solides massif ou couches minces Propriétés des états transitoires hors-équilibres. - Cyclone / Blast-Beat
Impulsions laser :
– Deux amplificateurs très haute cadence à fibre dopée Ytterbium synchronisés délivrant chacun 50W de puissance moyenne à 1030 nm
– Cadence ajustable entre 166 kHz et 2MHz
– Impulsions de 130 fs, 300 microjoules max à 166 kHz ou 25 microjoules max à 2MHz
– Postcompression des impulsions : 15 fs – 10W @ 515 nm et 166 kHz
20 fs – 20W @ 1030 nm et 166 kHz
Conversion de fréquence :
– Génération d’harmoniques dans les cristaux : 22W @ 515 nm, 10W @ 343 nm, 2W @ 257 nm à 166kHz
Génération d’harmoniques d’ordre élevé :
– Génération entre 15 et 100 eV
– Flux jusque 4.1014 photons par seconde à 20 eV (1.4 mW)
– Sélection spectrale par filtre métallique et monochromateur à miroirs multicouches
– Production d’harmoniques polarisées elliptiquement
Endstations :
– Spectromètre Imageur des Vecteurs Vitesses (VMI) avec imagerie 3D tomographique jusqu’à 100 eV
– Spectromètre COLTRIMS d’imagerie électrons-ions en coïncidence
– Spectroscopie d’harmoniques
– 4 semaines/an de disponibilité sur l’ARPES (photoémission résolue en angle-, en temps et en polarisation à un taux de répétition de – 250 kHz et une sonde XUV à 22eV-100 fs-accordable en polarisation, Détecteur de type « Momentum Microscope » permettant des mesures dans l’espace réel et réciproque. Résolution spatial sub-100 microns)
Domaines d’application : Femtochiralité, Astrochimie. Bioimpression par choc laser. Optique Non Linéaire dans les fibres microstructurées, Dynamique ultrarapide dans les matériaux 2D et les hétérostructures de van der Waals, Transitions de phases topologiques hors-équilibres, Mesure du moment angulaire orbital et de la courbure de Berry des électrons dans les solides.
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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