Sources laser ultrarapides performantes dans le moyen IR et le Tz .

Overview & Synopsis

La sonde atomique tomographique est un instrument d’analyse de la matière à trois dimensions avec une résolution atomique. Cet instrument s’appuie sur l’effet de champ électrique généré à l’extrémité d’un échantillon taillé sous la forme d’une aiguille nanométrique pour faire évaporer les atomes de surface qui sont collectés par un détecteur à deux dimensions. La mesure du temps de vol des ions dont l’évaporation est déclenchée par une impulsion électrique ou optique permettent de remonter à la composition chimique en plus de la localisation 3D des atomes. Dans les sondes atomiques actuelles, l’évaporation atomique est déclenchée par un laser ultrarapide émettant dans l’UV. Cependant, l’interaction de la lumière UV avec la matière induit un échauffement thermique qui limite la résolution en masse de l’instrument et empêche son exploitation pour l’analyse de matériaux fragiles comme les composants biocompatibles. Ces travaux de thèse visent à étudier des solutions pour favoriser l’évaporation rapide tout en inhibant les effets thermiques indésirables dans le cadre d’une sonde atomique laser. Notre approche consiste à exploiter des impulsions ultracourtes dans le domaine du moyen infrarouge ou du THz en raison de leur grande énergie pondéromotrice associée à une faible énergie de photon. Ce manuscrit rapporte sur le développementd’un banc de génération et caractérisation d’impulsions THz intenses. Le couplage de ces rayonnements avec une nano-pointe métallique polarisée négativement a permis de caractériser le champ proche induit à la surface de la nano-pointe qui est fortement modifié par l’effet d’antenne de cette dernière. La deuxième partie rapporte sur le développement d’une source laser ultrarapide de haute cadence accordable dans le moyen infrarouge autour de 3 mm en exploitant des fibres en verre fluoré.