CELIA (Bordeaux)

Contact

Centre Lasers Intenses et Applications

Université de Bordeaux
Domaine du Haut Carré
43, rue Pierre Noailles
33405 Talence

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.

Une grande diversité de sujets d’étude est ainsi possible sur deux chaînes femtoseconde Aurore et Blast-Beat ouvertes à LUMA. Conçue sur la technologie des amplificateurs Ti:Saphir (longueur d’onde 800 nm) l’installation Aurore délivre à la cadence de 1 kHz des impulsions de 25 fs et 7 mJ alors que l’installation Blast-Beat utilisant la technologie des amplificateurs Ytterbium (longueur d’onde 1030 nm), fonctionne à ultra haute cadence, modulable de 166kHz à 2MHz et délivre deux faisceaux synchronisés d’une puissance moyenne de 50W chacun. Les lignes de lumière Aurore 1, Aurore 2, Aurore 3 et Cyclone basées sur ces deux chaînes laser permettent des accordabilités en longueur d’onde, en durée et en polarisation, qui seront encore étendues grâce au financement de LUMA. Plusieurs stations expérimentales sont déjà ouvertes : imagerie de photoélectrons, de masse, de coïncidences, spectroscopie dans le domaine fréquentiel du visible à l’XUV, en phase gazeuse et/ou en phase condensée suivant les techniques.

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.