Spectroscopie laser ultrarapide

La spectroscopie laser ultrarapide est une technique spectroscopique qui utilise des lasers à impulsions ultracourtes pour l'étude de la dynamique sur des échelles de temps extrêmement courtes, de l'attoseconde (10−18 s) à la nanoseconde (10−9 s). Différentes méthodes sont utilisées pour examiner la dynamique des porteurs de charge, des atomes et des molécules. De nombreuses procédures différentes ont été développées pour différentes échelles de temps et différentes plages d'énergie des photons ; quelques méthodes courantes sont énumérées ci-dessous. La dynamique sur l'échelle de temps de l'attoseconde à la femtoseconde est en général trop rapide pour être mesurée électroniquement. La plupart des mesures sont effectuées en utilisant une séquence d'impulsions lumineuses ultracourtes pour lancer un processus et enregistrer sa dynamique. La largeur des impulsions lumineuses doit être à la même échelle que la dynamique à mesurer. Les lasers titane-saphir sont des lasers accordables qui émettent une lumière rouge et dans le proche infrarouge (-). Les oscillateurs laser titane-saphir utilisent des cristaux de saphir dopé au titane comme moyen de gain et un verrouillage de mode à lentille Kerr pour obtenir des impulsions lumineuses inférieures à la picoseconde. Les impulsions typiques de l'oscillateur titane-saphir ont une énergie de l'ordre des nanojoules et des taux de répétition de 70 à . L'amplification d'impulsions chirpées par amplification régénérative peut être utilisée pour atteindre des énergies d'impulsions plus élevées. Pour s'amplifier, les impulsions laser de l'oscillateur titane-saphir doivent d'abord être étirées dans le temps pour éviter d'endommager l'optique, puis sont injectées dans la cavité d'un autre laser où les impulsions sont amplifiées à un taux de répétition inférieur. Les impulsions amplifiées de manière régénérative peuvent être encore amplifiées dans un amplificateur multipasses. Après amplification, les impulsions sont recompressées à des largeurs d'impulsion similaires aux largeurs d'impulsion d'origine.