samedi 8 décembre 2012

A QUOI SERVENT LES LASERS FEMTOSECONDES ?

- Pouvoir observer des phénomènes très rapides(comme la dissociation d'une liaison chimique entre deux atomes)
Quand on photographie quelqu'un qui bouge rapidement, la photo est floue. Toutes les positions successives apparaissent sur la photo sans que l'on sache dans quel ordre elles ont été adoptées. Si, en revanche, on dispose d'un obturateur très rapide, on peut faire une série de photographies et ainsi décomposer le mouvement. C'est ainsi que, grâce à la chronophotographie utilisant des appareils photographiques avec obturateur rapide, des mouvements comme le galop du cheval peuvent être décomposés. 

Les impulsions femtosecondes jouent le rôle de l'obturateur rapide à une échelle de temps 109 à 1010 fois plus brève. On envoie ces flashs ultra-brefs de lumière pour sonder les propriétés optiques de la matière (transmission, réflexion, …) à l'instant précis de l'arrivée de l'impulsion femtoseconde. Quand on veut observer, par exemple, un grand nombre de molécules, il faut qu'elles se trouvent toutes dans le même état sinon on aura un effet de moyenne (de flou). Pour synchroniser toutes les molécules, on utilise une impulsion plus intense, appellée pompe, qui déclenche le processus physique qu'on veut étudier. Ensuite on fait arriver l'impulsion sonde à différents instants après le déclenchement du processus. Ces différents retards de la sonde par rapport à la pompe sont obtenus en faisant varier la longueur du chemin optique de la sonde. Comme la vitesse de la lumière vaut 300000 km/s, en faisant parcourir à la sonde 30 µm de plus, elle arrivera 100 fs plus tard. En lui faisant parcourir 3 m de plus, elle arrivera 10 ns plus tard. Ce type d'expérience est appelé expérience pompe-sonde.



- Concentrer beaucoup d'énergie en très peu de temps 
Grâce aux lasers femtosecondes, on peut exposer les matériaux à des energies très élevées pendant des temps très courts et étudier leur propriétés dans ces conditions extrêmes. On peut ainsi rester en dessous du seuil de dommage des matériaux ce qui ne serait pas le cas si on exposait les matériaux à ces niveaux d'énergie pendant plus longtemps. 
( source : reseau-femto.cnrs )

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