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54 results on '"Béatrice Chatel"'

1. Wavelength and shape dependent strong-field photoemission from silver nanotips

Author

Ivan Blum, Sébastien J. Weber, Mina R. Bionta, Béatrice Chatel, Julien Mauchain, Benoit Chalopin, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe de physique des matériaux (GPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Quenching, Physics, [PHYS]Physics [physics], Fabrication, business.industry, Laser source, Physics::Optics, General Physics and Astronomy, Strong field, 02 engineering and technology, Optical field, Thermal load, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Wavelength, Optics, 0103 physical sciences, Nano, 010306 general physics, 0210 nano-technology, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

We study optical field emission from silver nanotips, showing the combined influence of the illumination wavelength and the exact shape of the nanotip on the strong-field response. This is particularly relevant in the case of FIB milled nano tips, where the nanotip fabrication capabilities could become a new ingredient for the study of strong-field physics. The influence of the thermal load on the nanotip and its effect on the emission is studied as well by switching the repetition rate of the laser source from 1 kHz to 62 MHz, showing a clear transition towards the quenching of the strong-field emission.

Published
2016

2. Manipulating a non-classical state of light propagating through a multiply scattering medium

Author

Benoit Chalopin, Brian J. Smith, Marco Barbieri, Hugo Defienne, Sylvain Gigan, Ian A. Walmsley, and Béatrice Chatel

Subjects
Wavefront, Quantum optics, Physics, Work (thermodynamics), Photon, Optics, Spontaneous parametric down-conversion, business.industry, Scattering, Fiber (mathematics), Physics::Optics, State (functional analysis), business
Abstract

In this work, we use wavefront shaping methods to control non-classical states of light propagating through a multiply scattering medium. We experimentally show guiding of a single-photon into a selected single-mode fiber after propagation through the medium, and demonstrate generation of a one-photon entangled state. © 2014 OSA.

Published
2016

3. Spatio-temporal focusing of an ultrafast pulse through a multiply scattering medium

Author

Dane R. Austin, Ayhan Tajalli, Ian A. Walmsley, Pierre Bondareff, David J. McCabe, Béatrice Chatel, Sylvain Gigan, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Clarendon Laboratory [Oxford], University of Oxford [Oxford], Institut Langevin - Ondes et Images (UMR7587) (IL), Sorbonne Université (SU)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPC)

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Physics, Multidisciplinary, Scattering, business.industry, General Physics and Astronomy, Physics::Optics, General Chemistry, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, 010309 optics, Speckle pattern, Optics, 0103 physical sciences, Femtosecond, Phase filter, Photonics, 010306 general physics, business, Biological imaging, Ultrashort pulse
Abstract

International audience; Pulses of light propagating through multiply scattering media undergo complex spatial and temporal distortions to form the familiar speckle pattern. There is much current interest in both the fundamental properties of speckles and the challenge of spatially and temporally refocusing behind scattering media. Here we report on the spatially and temporally resolved measurement of a speckle field produced by the propagation of an ultrafast optical pulse through a thick strongly scattering medium. By shaping the temporal profile of the pulse using a spectral phase filter, we demonstrate the spatially localized temporal recompression of the output speckle to the Fourier-limit duration, offering an optical analogue to time-reversal experiments in the acoustic regime. This approach shows that a multiply scattering medium can be put to profit for light manipulation at the femtosecond scale, and has a diverse range of potential applications that includes quantum control, biological imaging and photonics.

Published
2016

4. Space-time coupling of shaped ultrafast ultraviolet pulses from an acousto-optic programmable dispersive filter

Author

Dane R. Austin, David J. McCabe, Ayhan Tajalli, Sébastien J. Weber, Ian A. Walmsley, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Clarendon Laboratory [Oxford], University of Oxford [Oxford], Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Coupling, Femtosecond pulse shaping, Materials science, business.industry, Phase (waves), FOS: Physical sciences, Statistical and Nonlinear Physics, 01 natural sciences, Pulse shaping, Atomic and Molecular Physics, and Optics, law.invention, 010309 optics, Interferometry, Optics, Amplitude, Acousto-optic programmable dispersive filter, law, 0103 physical sciences, 010306 general physics, business, Ultrashort pulse, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Physics - Optics, Optics (physics.optics)
Abstract

A comprehensive experimental analysis of spatio-temporal coupling effects inherent to the acousto-optic programmable dispersive filter (AOPDF) is presented. Phase and amplitude measurements of the AOPDF transfer function are performed using spatially and spectrally resolved interferometry. Spatio-temporal and spatio-spectral coupling effects are presented for a range of shaped pulses that are commonly used in quantum control experiments. These effects are shown to be attributable to a single mechanism: a group-delay--dependent displacement of the shaped pulse. The physical mechanism is explained and excellent quantitative agreement between the measured and calculated coupling speed is obtained. The implications for quantum control experiments are discussed., Comment: 8 pages, 6 figures; accepted for publication within JOSA B

Published
2016

5. First results on laser-induced field emission from a CNT-based nanotip

Author

Aurélien Masseboeuf, Benoit Chalopin, Mina R. Bionta, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
inorganic chemicals, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Materials science, business.industry, health care facilities, manpower, and services, education, chemistry.chemical_element, Nanotechnology, Carbon nanotube, Electron, Tungsten, Polarization (waves), Laser, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, Field electron emission, chemistry, law, Femtosecond, Optoelectronics, business, Instrumentation, Ultrashort pulse, health care economics and organizations
Abstract

We present the first demonstration of ultrafast laser-induced field emission and measurement of the energy distribution of electrons from a nanotip based on a carbon nanotube (CNT). Our experimental setup extends the studies performed on conventional tungsten or gold tips by using this new innovative tip. The carbon tip consists of concentric carbon layers in the shape of a cone, and has been previously studied as a very good candidate for cold field emission. The first laser-induced field emission from a CNT-based nanotip has been observed and we measured the energy spectrum as well as the polarization dependance of the emission. We also characterize the damage threshold of the tip, when illuminated by a high repetition rate femtosecond laser. These first results are encouraging further studies of electron emission from CNT-based carbon nanotips.

Published
2015

6. Vibrational cooling of cold molecules with optimised shaped pulses

Author

Daniel Comparat, Xiaolin Li, Sébastien J. Weber, Maria Allegrini, Béatrice Chatel, M. Pichler, Dimitris Sofikitis, Pierre Pillet, Ridha Horchani, Andrea Fioretti, Laboratoire Aimé Cotton (LAC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNISM, Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
education.field_of_study, Chemistry, Population, Biophysics, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Pulse shaping, Hot band, Optical pumping, Dark state, Caesium, 0103 physical sciences, Broadband, Molecule, Physics::Chemical Physics, Physical and Theoretical Chemistry, Atomic physics, 010306 general physics, 0210 nano-technology, education, Molecular Biology
Abstract

International audience; A review of our recent experiments on broadband vibrational cooling of cold cesium molecules and of the related theory is presented. Our method is based on repetitive optical pumping cycles driven by laser light which is broad enough to excite all populated vibrational levels. Originally, the accumulation of molecular population in a particular, pre-selected vibrational level was achieved by removing from the broadband light all frequencies that could excite that vibrational level and thus making it a 'dark state' of the system. Here, we focus onto an additional, more sophisticated shaping method, which consists of selecting only specific frequency components that excite molecules into vibrational levels that favourably decay into the pre-selected level. The population transfer to any desired state can thus be optimised, i.e. the total population transfer to the desired vibrational level is maximised while the number of absorption-emission cycles required for the vibrational cooling is minimised. Finally, we apply this optimised technique to some more complex and still experimentally open cases: the pumping into the ground state for the case of Cs2 homonuclear molecules, the rotational pumping into a pre-selected ro-vibrational level and the NaCs as an example for heteronuclear molecules.

Published
2010

7. Cold cesium molecules: from formation to cooling

Author

Pierre Pillet, M. Pichler, Ridha Horchani, Maria Allegrini, Xiaojian Li, Daniel Comparat, Béatrice Chatel, Sébastien J. Weber, Dimitris Sofikitis, Andrea Fioretti, Laboratoire Aimé Cotton (LAC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Materials science, 010304 chemical physics, Overtone band, Laser, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, law.invention, Optical pumping, law, 0103 physical sciences, Vibrational energy relaxation, Molecule, Physics::Atomic Physics, Singlet state, Physics::Chemical Physics, Atomic physics, 010306 general physics, Ground state, Spectroscopy
Abstract

International audience; Recent experiments on formation of translationally cold ground state molecules, their subsequent broadband vibrational cooling and study of rotations are presented together with the related modeling. We produce cold molecules by photoassociating pairs of cold cesium atoms that can decay into ground state molecules in different vibrational levels. Then we laser cool the vibrational degree of freedom by selecting a single target vibrational level. Our method is based on repeated optical pumping by laser light with a spectrum broad enough to excite all populated vibrational levels but limited in its frequency bandwidth with a spatial light modulator. In such a way we are able to eliminate transitions from the selected level, in which molecules accumulate. Results for vibrational cooling into the v = 0, v = 1, v = 2 and v = 7 level of the singlet X 1Σ g ground electronic state are presented. Depletion spectroscopy is performed to study the rotational distribution of the created molecules. In the theoretical modeling of the process we are able to reproduce our results and investigate the prospects for a 'complete' cooling of molecules, including also their rotational degree of freedom

Published
2009

8. Ultrafast laser-induced field emission from a single carbon nanotube based nanotip

Author

Mina R. Bionta, Aurélien Masseboeuf, Benoit Chalopin, Julien Mauchain, Mathieu Delmas, Florent Houdellier, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)

Subjects
[PHYS]Physics [physics], Materials science, business.industry, Physics::Optics, chemistry.chemical_element, Carbon nanotube, Laser, law.invention, Optical properties of carbon nanotubes, Carbon nanotube quantum dot, Field electron emission, Potential applications of carbon nanotubes, chemistry, law, Optoelectronics, Physics::Atomic Physics, Atomic physics, business, Ultrashort pulse, Carbon
Abstract

International audience; Laser-induced electron emission from sharp tips has been observed when exploring various strong-field phenomena including multiphoton ionization (MPI) [1–3], above threshold photoionization (ATP) [4,6], and optical field emission [5]. The large optical field enhancement due to the sharp tip geometry greatly reduces the laser intensities needed to reach these strong regimes and therefore alleviates the need for high-power, low-repetition rate lasers. An additional DC field applied to the tip can be adjusted to modify the electron emission and in combination with differing laser parameters, different regimes of photoemission are attained. Investigations of the thermal response of the illumination are also studied for a variety of parameters.

Published
2015

9. Propagation of ultra-short pulses in resonant atomic systems : Observation and control

Author

M. A. Bouchene, Jean-Christophe Delagnes, M. Jacquey, Antoine Monmayrant, Sébastien Bonhommeau, Béatrice Chatel, P. Zahariev, and Bertrand Girard

Subjects
Materials science, business.industry, Single pulse, Physics::Optics, General Physics and Astronomy, Laser, law.invention, Compensation (engineering), Optics, law, Excited state, Dispersion (optics), Relative phase, business, Bandwidth-limited pulse
Abstract

We discuss the possibility to control through two different experiments, the propagation effects that occur when an optically dense atomic medium is excited by ultra-short laser pulses. In the first experiment a direct compensation of the dispersion for one single pulse is obtained with a pulse-shaper device. In the second experiment, ce of ultra-short laser pulses is used. The dispersion effects are shown to depend crucially on the relative phase between the pulses.

Published
2004

10. Coherent transients as a highly sensitive probe for femtosecond pulse shapers

Author

Antoine Monmayrant, Béatrice Chatel, Jérôme Degert, Marcus Motzkus, Wendel Wohlleben, and Bertrand Girard

Subjects
Physics, Femtosecond pulse shaping, Spatial light modulator, Physics and Astronomy (miscellaneous), business.industry, General Engineering, General Physics and Astronomy, Pulse (physics), Optics, Multiphoton intrapulse interference phase scan, Femtosecond, Transient (oscillation), business, Ultrashort pulse, Excitation
Abstract

We report on the application of shaped femtosecond pulses on low-field chirped excitation of an atomic two-level system. The induced transient phenomena can be considered as a phase diagram of the excitation pulse. Their high sensitivity to the phase-modulated pulse is analyzed, by comparing numerical solutions of the time-dependent Schrodinger equation with experimental results. These coherent transients allow for high precision calibration of pulse-shaping setups where usual methods are less efficient. As an illustration, a comparison between 128-pixel and 640-pixel spatial light modulator pulse shapers is given.

Published
2004

11. New phase and amplitude high resolution pulse shaper

Author

Béatrice Chatel and Antoine Monmayrant

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Optics, Amplitude, Materials science, Multiphoton intrapulse interference phase scan, Pixel, business.industry, Dispersion (optics), Phase (waves), business, Instrumentation, Ultrashort pulse, Bandwidth-limited pulse
Abstract

We present the first realization of a femtosecond pulse shaper in phase and amplitude using two liquid crystal devices with 640 pixels, leading to a wide temporal window around 25 ps at 800 nm. Several examples illustrate the high resolution of such device. The use of a folded zero dispersion line is also successfully demonstrated.

Published
2004

12. High-fidelity biexciton generation in quantum dots by chirped laser pulses

Author

Thierry Amand, Arunangshu Debnath, Béatrice Chatel, Christoph Meier, Théorie (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Femto (LCAR), Optoélectronique Quantique (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics, Optimal design, Photon, 02 engineering and technology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Laser, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Computational physics, law.invention, Quantum beats, High fidelity, Quantum dot, law, Quantum mechanics, 0103 physical sciences, Quantum-optical spectroscopy, 010306 general physics, 0210 nano-technology, PACS: 73.21.La, 78.67.Hc, 78.47.jm, Biexciton
Abstract

International audience; We present a detailed theoretical analysis of biexciton state generation in InAs-GaAs quantum dots by strong, chirped laser pulses. Specifically, we derive an accurate analytical expression, which not only provides a clear physical picture of the process, but also allows identifications of laser parameter regimes where efficient biexciton generation should be possible, even at temperatures up to 80 K. The results are confirmed by numerical simulations, in very good agreement with the model proposed. A clear choice of parameters is proposed, which might pave the way towards the optimal design of high-fidelity sources of entangled photon pairs based on individual quantum dots

Published
2013

13. Spatio-temporal characterization and control of ultrashort pulses through a multiply scattering medium

Author

Ayhan Tajalli, Sylvain Gigan, Ian A. Walmsley, Béatrice Chatel, Dane R. Austin, David J. McCabe, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Clarendon Laboratory [Oxford], University of Oxford [Oxford], Institut Langevin - Ondes et Images (UMR7587) (IL), Sorbonne Université (SU)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPC)

Subjects
Physics, Scattering, business.industry, QC1-999, Physics::Optics, 01 natural sciences, Pulse shaping, Characterization (materials science), 010309 optics, Speckle pattern, Optics, 0103 physical sciences, Broadband, 010306 general physics, business
Abstract

International audience; Propagation of ultrashort broadband pulses through a multiply scattering media result in complex spatio-temporal speckle pattern. Using spectral pulse shaping, we demonstrate the spatially localized temporal recompression of the output speckle to the Fourier-limit duration.

Published
2013

14. Chirped laser excitation of quantum dot excitons coupled to a phonon bath

Author

Christoph Meier, Béatrice Chatel, Arunangshu Debnath, Thierry Amand, Théorie (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Femto (LCAR), Optoélectronique Quantique (LPCNO), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics, Condensed matter physics, Phonon, Exciton, 02 engineering and technology, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Laser, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, Pulse (physics), Quantum beats, law, Quantum dot, 0103 physical sciences, Atomic physics, 010306 general physics, 0210 nano-technology, Adiabatic process, PACS: 73.21.La, 78.67.Hc, 78.47.jm, Excitation
Abstract

International audience; Motivated by recent experimental results, we present a detailed account of adiabatic population transfer in InGaAs/GaAs quantum dots by strong chirped laser pulses. Specifically, numerical simulations in very good agreement with experimental results allow for a clear physical picture of this process. An analytical expression is developed, which is used to analyze the strong-field adiabatic population transfer in the presence of the phonon environment. Optimal pulse parameters to achieve robust population transfer at temperatures as high as 80 K are identified and are confirmed by numerical simulations.

Published
2012

15. Characterization of the femtosecond speckle field of a multiply scattering medium via spatio-spectral interferometry

Author

David J. McCabe, Ayhan Tajalli, Béatrice Chatel, Dane R. Austin, Ian A. Walmsley, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Clarendon Laboratory [Oxford], University of Oxford [Oxford], Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
Photon, Materials science, Scattering, business.industry, Statistical and Nonlinear Physics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Pulse (physics), 010309 optics, Speckle pattern, Interferometry, Optics, Electronic speckle pattern interferometry, 0103 physical sciences, Femtosecond, 010306 general physics, business, X-ray scattering techniques
Abstract

International audience; Propagation of an ultrashort laser pulse through a scattering medium forms a speckle pattern in the spatio-spectral domain. This pattern arises from the contribution of the randomly phased electric fields associated with the different optical paths in the medium. Studying the speckle field provides information both about the diffusion properties of the medium and spatio-temporal control of the transmitted or scattered light. In this paper a spatio-temporal characterization of the near-IR 120 fs pulse transmitted through a thick strongly scattering medium is undertaken using spatially and spectrally resolved Fourier-transform interferometry (SSI). The advantages of SSI over conventional pulse measurement techniques are discussed. The diffusion properties of the scattering samples are measured. We find a good agreement between our measured diffusion properties and those obtained using another method. The implications of this measurement technique are discussed.

Published
2012

16. Space-time coupling of shaped ultrafast ultraviolet pulses from an acousto-optic programmable dispersive filter

Author

Béatrice Chatel, David J. McCabe, Ayhan Tajalli, and Dane R. Austin

Subjects
Coupling, Materials science, Spatial light modulator, business.industry, medicine.disease_cause, law.invention, Interferometry, Optics, Coherent control, Acousto-optic programmable dispersive filter, law, Femtosecond, medicine, business, Ultrashort pulse, Ultraviolet
Abstract

The development of femtosecond laser technology has opened access to unforeseen coherent control applications [1]. To control organic molecular dynamics, ultrashort shaped pulses in UV range are needed. Therefore, the development of a practical UV pulse shaper is a great challenge and active field within the community. Two principal active pulse-shaping techniques for ultrashort pulses are at the disposal of the experimentalist. The first one is the spatial light modulator placed in the Fourier plane of a 4f zero-dispersion line which has been extensively studied and is well known for its spatio-temporal coupling effects [2]. The second one is an acousto-optic programmable dispersive filter (AOPDF) which has been less well characterized [3,4]. The UV AOPDF based upon a KDP crystal is a good candidate for UV range ultrashort pulses due to its versatility and tunablity on a broad spectral range (250–410 nm). Our study concerns the first complete characterization of the space-time coupling effects produced by the AOPDF in UV range using spatially and spectrally resolved Fourier-transform interferometry (SSI) [2].

Published
2011

17. Robust Quantum Dot Exciton Generation via Adiabatic Passage with Frequency-Swept Optical Pulses

Author

Thomas Belhadj, Paul A. Dalgarno, Pierre Renucci, Aristide Lemaître, Richard J. Warburton, B. Urbaszek, Béatrice Chatel, Olivier Krebs, Claire-Marie Simon, Xavier Marie, Thierry Amand, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University [Edinburgh] (HWU), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Quantum dots, Exciton, General Physics and Astronomy, Laser, Population inversion, Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, law.invention, law, Quantum dot laser, Quantum dot, Excited state, 0103 physical sciences, Electro-absorption modulator, Physics::Atomic Physics, PACS: 73.21.La, 78.55.Cr, 78.67.Hc, Quantum-optical spectroscopy, Atomic physics, 010306 general physics
Abstract

International audience; The energy states in semiconductor quantum dots are discrete as in atoms, and quantum states can be coherently controlled with resonant laser pulses. Long coherence times allow the observation of Rabi flopping of a single dipole transition in a solid state device, for which occupancy of the upper state depends sensitively on the dipole moment and the excitation laser power. We report on the robust population inversion in a single quantum dot using an optical technique that exploits rapid adiabatic passage from the ground to an excited state through excitation with laser pulses whose frequency is swept through the resonance. This observation in photoluminescence experiments is made possible by introducing a novel optical detection scheme for the resonant electron hole pair (exciton) generation.

Published
2011

18. Chirping the probe pulse in a coherent transients experiment

Author

Béatrice Chatel, Sébastien J. Weber, Bertrand Girard, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Physics::Optics, 01 natural sciences, 010309 optics, Optics, Multiphoton intrapulse interference phase scan, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], 0103 physical sciences, Chirp, coherent control, Physics::Atomic Physics, 010306 general physics, Physics, 32.80.Qk, 32.80.Rm, 42.50.Md, 42.65.Re, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], business.industry, ultrashort pulses, Pulse shaping, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Pulse (physics), Rubidium atom, Coherent control, business, Ultrashort pulse, Bandwidth-limited pulse, pulse shaping, spin-orbit precession
Abstract

International audience; Coherent transients occur when a chirped pump pulse excites a two-level transition. They have been observed with an ultrashort probe pulse. Several studies have been dedicated to using various pump shapes. In this study, the roles of the pump and the probe pulses are reversed. With a Fourier-transform-limited pump pulse followed by a chirped-probe pulse, similar effects can be observed. Finally, the case of two pulses with opposite chirps is considered.

Published
2010

19. Direct shaping of tunable UV ultra-short pulses

Author

Sébastien J. Weber, M. Barthélemy, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Quantum optics, Physics and Astronomy (miscellaneous), business.industry, General Engineering, General Physics and Astronomy, Nonlinear optics, 01 natural sciences, Two-photon absorption, 010309 optics, Wavelength, Optics, Filter (video), Coherent control, 0103 physical sciences, 42.79.Jq, 42.65.Re, 42.79.-e, 42.65Ky, 42.79.Nv, 010306 general physics, Absorption (electromagnetic radiation), business, Ultrashort pulse
Abstract

International audience; Time shaping of ultra-short UV pulses has been performed using a specially designed acousto-optic programmable dispersive filter in KDP material. A time shaping window up to 5 ps has been obtained in the 260-410 nm range. A temporal/spectral characterization of shaped pulses on this broad UV spectral range is presented. The efficiency at shorter wavelength is limited by two-photon absorption. However several µJ is obtained at the output of the device allowing chemistry coherent control experiment.

Published
2010

20. Quantum Interference in NO2

Author

Valérie Blanchet, Raluca Cireasa, Benjamin J. Whitaker, Jean-Benoît Hamard, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, School of Chemistry [Leeds], University of Leeds, ALLIANCE, PPF nanograin, ALLIANCE, European Project: 37686,MOLCOTUV, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Photon, 010304 chemical physics, Ultraviolet Rays, Chemistry, Nitrogen Dioxide, femtochemistry, Beat (acoustics), 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, NO2, 01 natural sciences, Ion, Oxygen, Wavelength, velocity map imaging, Ionization, 0103 physical sciences, Ultraviolet light, Quantum Theory, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Physical and Theoretical Chemistry, Atomic physics, 0210 nano-technology, Femtochemistry, Quantum
Abstract

This paper investigates the origin of a quantum interference observed when NO(2) is dissociatively ionized by short pulses of ultraviolet light. We describe time-resolved measurements of NO(+), O(+), and NO(2)(+) ions produced following the interaction of NO(2) with a approximately 70 fs duration pulse centered close to 400 nm and a subsequent time-delayed probe pulse close to 269, 205, or 400 nm. A quantum beat oscillation with a period of 524 fs and a characteristic damping time of 8 ps is observed on all transient ion signals. We investigate the effect of tuning the central wavelength of the excitation pulse over a 12 nm range, and we discuss the potential importance of three possible multiphoton pathways involving one, two, and three pump photons. We conclude that the ionization pathway responsible for the beat signal is most likely due to a process involving the absorption of two pump photons and two probe photons. This presents an interesting problem with respect to the interpretation of the mechanism responsible for the quantum interference signature since the electronic states of NO(2) reached at the two-photon level are all thought to be extremely short-lived and to dissociate on a time scale that is far shorter than the characteristic damping time of the oscillatory signals. We suggest that a possible explanation for the observed dynamics is associated with a minor dissociation channel of the (2)(2)B(2) state of NO(2) through its interaction with the longer lived (2)(2)A(1) state.

Published
2010

21. Pump-probe study of the formation of rubidium molecules by ultrafast photoassociation of ultracold atoms

Author

Béatrice Chatel, Jovana Petrović, David J. McCabe, Emiliya Dimova, Ian A. Walmsley, Duncan G. England, Melissa E. Friedman, Hugo E. L. Martay, Clarendon Laboratory [Oxford], University of Oxford [Oxford], Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Atomic Physics (physics.atom-ph), Population, FOS: Physical sciences, chemistry.chemical_element, Pump probe, 01 natural sciences, Physics - Atomic Physics, 010305 fluids & plasmas, Rubidium, Ultracold atom, Physics - Chemical Physics, 0103 physical sciences, Physics::Atomic and Molecular Clusters, PACS: 32.80.Qk, 82.53.Hn, 33.80.−b, 78.47.J−, Molecule, Physics::Atomic Physics, 010306 general physics, education, Chemical Physics (physics.chem-ph), Physics, education.field_of_study, Atomic and Molecular Physics, and Optics, chemistry, Atomic physics, Ultrashort pulse, Physics - Optics, Optics (physics.optics)
Abstract

An experimental pump-probe study of the photoassociative creation of translationally ultracold rubidium molecules is presented together with numerical simulations of the process. The formation of loosely bound excited-state dimers is observed as a first step towards a fully coherent pump-dump approach to the stabilization of Rb$_2$ into its lowest ground vibrational states. The population that contributes to the pump-probe process is characterized and found to be distinct from a background population of pre-associated molecules., Comment: Accepted for publication in Phys. Rev. A (10 pages, 9 figures)

Published
2009

22. Shaping of tunable UV ultrashort pulses

Author

Béatrice Chatel, Sébastien J. Weber, and M. Barthelemy

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Materials science, Optics, Optical diffraction, Filter (video), business.industry, Time windows, Ultrafast optics, Optical filter, business, Adaptive optics, Pulse shaping
Abstract

Time shaping of ultrashort UV pulses has been performed using a specially designed acoustooptic programmable dispersive filter in KDP material. A time window shaping up to 4 ps has been obtained on the 260–410 nm range.

Published
2009

23. Molecular vibrational cooling by Optical Pumping with shaped femtosecond pulses

Author

Daniel Comparat, Pierre Pillet, Dimitris Sofikitis, Andrea Fioretti, Maria Allegrini, Béatrice Chatel, Sébastien J. Weber, Ridha Horchani, Laboratoire Aimé Cotton (LAC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNISM (CNISM), CNISM, IFRAF, ANR -06-BLAN-0004, Del Duca foundation, EC-Network EMALI, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Atomic Physics (physics.atom-ph), Cold Molecules, General Physics and Astronomy, FOS: Physical sciences, Liquid crystal spatial light modulator, 01 natural sciences, Physics - Atomic Physics, Optical pumping, PACS: 06.60.Jn, 32.80.Qk, 33.20.Tp, 37.10.Mn, 42.65.Re, 42.79.Kr, 0103 physical sciences, Molecule, REMPI, Singlet state, Physics::Chemical Physics, 010306 general physics, femtosecond, Laser light, Photoassociation, Physics, 010304 chemical physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Femtosecond, Atomic physics, Ground state, Ultrashort pulse, pulse shaping
Abstract

Some of us have recently reported in Science 321 232 (2008) vibrational cooling of translationally cold Cs_2 molecules into the lowest vibrational level v=0 of the singlet X 1Sigma_g ground electronic state. Starting from a sample of cold molecules produced in a collection of vibrational levels of the ground state, our method was based on repeated optical pumping by laser light with a spectrum broad enough to excite all populated vibrational levels but frequency-limited in such a way to eliminate transitions from v=0 level, in which molecules accumulate. In this paper this method is generalized to accumulate molecules into an arbitrary selected "target" vibrational level. It is implemented by using ultrashort pulse shaping techniques based on Liquid Crystal spatial light modulator. In particular a large fraction of the initially present molecule is transferred into a selected vibrational level such as v=1, 2 and 7. Limitations of the method as well as the possible extension to rotational cooling are also discussed., Comment: TO be published in New Journal of Physics

Published
2009

24. Broadband Vibrational Cooling of Cold Cesium Molecules: Theory and Experiments

Author

Andrea Fioretti, Daniel Comparat, Amodsen Chotia, Pierre Pillet, Sébastien J. Weber, Ridha Horchani, Matthieu Viteau, Dimitris Sofikitis, Maria Allegrini, Béatrice Chatel, Laboratoire Aimé Cotton (LAC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNISM, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Spatial light modulator, 010304 chemical physics, Chemistry, Laser, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Pulse shaping, law.invention, Optical pumping, law, Laser cooling, Excited state, 0103 physical sciences, Femtosecond, Physical and Theoretical Chemistry, Atomic physics, Physics::Chemical Physics, 010306 general physics, Ultrashort pulse
Abstract

International audience; The use of a broadband, frequency shaped femtosecond laser on translationally cold cesium molecules has recently demonstrated to be a very efficient method of cooling also the vibrational degree of freedom. A sample of cold molecules, initially distributed over several vibrational levels, has thus been transfered into a single selected vibrational level of the singlet X1Σg ground electronic state. Our method is based on repeated optical pumping by laser light with a spectrum broad enough to excite all populated vibrational levels but limited in its frequency bandwidth with a spatial light modulator. In such a way we are able to eliminate transitions from the selected level, in which molecules accumulate. In this paper we briefly report the main experimental results and then address, in a detailed way by computer simulations, the perspectives for a "complete" cooling of the molecules, including also the rotational degree of freedom. Since the pumping process strongly depends on the relative shape of the ground and excited potential curves, ro-vibrational cooling through different excited states is theoretically compared.

Published
2009

25. Shaping and characterization of tunable UV ultrashort pulses

Author

Arnaud Arbouet, Béatrice Chatel, Sébastien J. Weber, J. Bonnet, and A. Besse

Subjects
Range (particle radiation), Materials science, Time windows, business.industry, Filter (video), Frequency mixing, engineering, Optoelectronics, Diamond, engineering.material, business, Absorption (electromagnetic radiation), Characterization (materials science)
Abstract

Time shaping of ultrashort UV pulses has been performed using a specially designed acoustooptic programmable dispersive filter in KDP material. A time window shaping up to 4 ps has been obtained on the 250–410 nm range. Characterization by difference frequency mixing as well as two-photon absorption in diamond has been used.

Published
2009

26. Controlling the polarization eigenstate of a quantum dot exciton with light

Author

Claire-Marie Simon, Bernhard Urbaszek, Paul Voisin, Xavier Marie, Thierry Amand, Pierre Renucci, Olivier Krebs, Thomas Belhadj, Aristide Lemaître, Béatrice Chatel, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
Exciton, General Physics and Astronomy, Physics::Optics, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Elliptical polarization, 01 natural sciences, 0103 physical sciences, 010306 general physics, Circular polarization, Physics, [PHYS]Physics [physics], Polarization rotator, Condensed matter physics, Linear polarization, Quantum dots, 021001 nanoscience & nanotechnology, Polarization (waves), Condensed Matter::Mesoscopic Systems and Quantum Hall Effect, hyperfine interaction, PACS: 72.25.Fe, 73.21.La, 78.55.Cr, 78.67.Hc, Quantum dot laser, Quantum dot, Atomic physics, 0210 nano-technology, Physics - Optics, Optics (physics.optics)
Abstract

We demonstrate optical control of the polarization eigenstates of a neutral quantum dot exciton without any external fields. By varying the excitation power of a circularly polarized laser in micro-photoluminescence experiments on individual InGaAs quantum dots we control the magnitude and direction of an effective internal magnetic field created via optical pumping of nuclear spins. The adjustable nuclear magnetic field allows us to tune the linear and circular polarization degree of the neutral exciton emission. The quantum dot can thus act as a tunable light polarization converter., Comment: 5 pages, 3 figures

Published
2009
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27. Factoring numbers with interfering random waves

Author

Béatrice Chatel, Bertrand Girard, Sébastien J. Weber, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Del Duca foundation, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Discrete mathematics, Physics, Sequence, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Random number generation, Analog computer, General Physics and Astronomy, Interference (wave propagation), 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, law.invention, PACS 42.65.Re, PACS 02.10.De, PACS 42.79.Kr, symbols.namesake, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], law, Quantum mechanics, Gauss sum, 0103 physical sciences, Femtosecond, symbols, 010306 general physics, Gaussian process, Quantum computer
Abstract

International audience; We report on a new implementation of the factorisation of numbers using Gauss sums which improves tremendously the efficiency to eliminate all "ghost" factors. We show that by choosing randomly the terms in the Gauss sum, the required number of terms varies as lnN instead of 4 N. As an illustration, we present experimental results obtained by interfering thirty ultrashort laser pulses where we factorise 1340333404807. This new approach is totally general and can be implemented for all the experiments based on the Gauss sum.

Published
2008

28. Time-dependent photoionization of azulene: Optically induced anisotropy on the femtosecond scale

Author

Kevin Raffael, Béatrice Chatel, Giorgio Turri, Ivan Anton Garcia, Benjamin J. Whitaker, Bertrand Girard, Iain Wilkinson, Valérie Blanchet, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Chemistry [Leeds], University of Leeds, ANR-06-BLAN-0004,cocomouv,Shaped tunable ultraviolet femtosecond source: Application to coherent control in atoms and molecules.(2006), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
azulene, time-resolved photoelectron spectroscopy, Dephasing, femtochemistry, Analytical chemistry, General Physics and Astronomy, FOS: Physical sciences, Physics::Optics, Photoionization, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Physics - Chemical Physics, 0103 physical sciences, Physical and Theoretical Chemistry, Physics::Chemical Physics, Spectroscopy, Chemical Physics (physics.chem-ph), 010304 chemical physics, Azulene, 0104 chemical sciences, 3. Good health, chemistry, Excited state, Picosecond, Femtosecond, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Atomic physics, Femtochemistry
Abstract

We measure the photoionization cross-section of vibrationally excited levels in the S2 state of azulene by femtosecond pump-probe spectroscopy. At the wavelengths studied (349-265 nm in the pump) the transient signals exhibit two distinct and well-defined behaviours: (i) Short-term (on the order of a picosecond) polarization dependent transients and (ii) longer (10 ps - 1 ns) time-scale decays. This letter focuses on the short time transient. In contrast to an earlier study by Diau et al.22 [J. Chem. Phys. 110 (1999) 9785.] we unambiguously assign the fast initial decay signal to rotational dephasing of the initial alignment created by the pump transition., Comment: Chemical Physics Letters (2008)

Published
2008

29. Coherent Control of spin-orbit precession with shaped laser pulses

Author

Sébastien J. Weber, Damien Bigourd, Bertrand Girard, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
Angular momentum, 32.80.Qk, 33.80.Gj, 42.50.Md, 42.65.Re, Atomic Physics (physics.atom-ph), Wave packet, FOS: Physical sciences, 01 natural sciences, Physics - Atomic Physics, 010309 optics, Total angular momentum quantum number, 0103 physical sciences, coherent control, 010306 general physics, Spin (physics), Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], ultrashort pulses, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Pulse (physics), Dark state, Rubidium atom, Coherent control, Precession, Atomic physics, pulse shaping, spin-orbit precession
Abstract

International audience; Spin precession in Rubidium atoms is investigated through a pump-probe technique. The excited wave packet corresponds to a precession of spin and orbital angular momentum around the total angular momentum. We show that using shaped laser pulses allows us to control this dynamics. With a Fourier transform limited pulse, the wave packet is initially prepared in the bright state (coupled to the initial state) whereas a pulse presenting a $\pi $ step in the spectral phase prepares the wave packet in the dark state (uncoupled to the initial state).

Published
2008

30. Time-dependent photoionization of azulene: Competition between ionization and relaxation in highly excited states

Author

Ivan Anton Garcia, Iain Wilkinson, Benjamin J. Whitaker, Béatrice Chatel, Bertrand Girard, Giorgio Turri, Valérie Blanchet, Kevin Raffael, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Chemistry [Leeds], University of Leeds, ANR-06-BLAN-0004,cocomouv,Shaped tunable ultraviolet femtosecond source: Application to coherent control in atoms and molecules.(2006), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
azulene, time-resolved photoelectron spectroscopy, Photoemission spectroscopy, femtochemistry, Population, General Physics and Astronomy, FOS: Physical sciences, Photoionization, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, symbols.namesake, chemistry.chemical_compound, Physics - Chemical Physics, Ionization, 0103 physical sciences, Physics::Atomic and Molecular Clusters, Physics::Atomic Physics, Physical and Theoretical Chemistry, education, Physics, Chemical Physics (physics.chem-ph), education.field_of_study, 010304 chemical physics, Azulene, 0104 chemical sciences, Vibronic coupling, chemistry, Excited state, Rydberg formula, symbols, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Atomic physics
Abstract

Pump-probe photoionization has been used to map the relaxation processes taking place from highly vibrationally excited levels of the S(2) state of azulene, populated directly or via internal conversion from the S(4) state. Photoelectron spectra obtained by 1+2(') two-color time-resolved photoelectron imaging are invariant (apart from in intensity) to the pump-probe time delay and to the pump wavelength. This reveals a photoionization process which is driven by an unstable electronic state (e.g., doubly excited state) lying below the ionization potential. This state is postulated to be populated by a probe transition from S(2) and to rapidly relax via an Auger-like process onto highly vibrationally excited Rydberg states. This accounts for the time invariance of the photoelectron spectrum. The intensity of the photoelectron spectrum is proportional to the population in S(2). An exponential energy gap law is used to describe the internal conversion rate from S(2) to S(0). The vibronic coupling strength is found to be larger than 60+/-5 microeV.

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2008
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31. Evaluation of infrared femtosecond laser ablation for the analysis of geomaterials by ICP-MS

Author

Bernard Dupré, Rémi Freydier, Franck Poitrasson, Frédéric Candaudap, Béatrice Chatel, Arnaud Arbouet, Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
Materials science, NANOSECOND, Infrared, Analytical chemistry, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Analytical Chemistry, law.invention, law, MATRIX-MATCHED CALIBRATION, Spectroscopy, PARTICLE-SIZE DISTRIBUTION, 0105 earth and related environmental sciences, ELEMENTAL FRACTIONATION, Reproducibility, 010401 analytical chemistry, PLASMA-MASS-SPECTROMETRY, Pulse duration, TRACE-ELEMENT, Repeatability, Laser, TH-PB, 0104 chemical sciences, PULSES, ISOTOPE RATIO DETERMINATION, U-PB GEOCHRONOLOGY, Picosecond, Femtosecond, Sapphire
Abstract

International audience; The capabilities of an infrared (IR) Ti:sapphire femtosecond laser (approximate to 800 nm) to ablate and analyze geomaterials such as monazite, zircon and synthetic glass reference materials is evaluated, with emphasis on U/Pb ratio determinations useful for dating accessory minerals in rocks. We particularly discuss the influence of pulse duration ( respectively 60, 200, 350, 500, 670, 830, 2000 and 3000 fs) on the internal precision ( 2 min ablation), reproducibility over two weeks and accuracy of quadrupole ICP-MS measurements. The best results for all these criteria are obtained when using the shortest pulse duration ( 60 fs). It was found that internal precision and reproducibility were improved by a factor of 3 and 4, respectively, from picosecond to 60 fs pulsewidths. Reproducibility at this pulse duration for U/Pb ratio determinations is of 2% RSD or better, depending on the material analyzed, and this ratio is accurate within this uncertainty. Lead isotopic ratios also benefit from the shortest pulsewidth. They are measured at 60 fs with a precision (< 0.5% RSD) approaching the limitations of quadrupole ICP-MS. Preliminary data were also obtained using the 3rd harmonic (approximate to 266 nm) of the Ti: sapphire fundamental wavelength and they are compared with the infrared mode. There seems to be no obvious analytical benefit to switch from IR to UV in the femtosecond laser ablation regime. Analyses of zircon 91500 with IR pulses led to better repeatability, around 0.9% ( 10 values, 1 sigma), compared to 3% for the UV pulses. The accuracy appears to be comparable for the two wavelengths.

Published
2008

32. Compensation of resonant atomic dispersion using a pulse shaper

Author

Peter Zahariev, Bertrand Girard, Jean-Christophe Delagnes, Antoine Monmayrant, Arnaud Arbouet, Béatrice Chatel, M. A. Bouchene, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Théorie (LCAR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
Materials science, Physics and Astronomy (miscellaneous), Phase (waves), General Physics and Astronomy, Physics::Optics, 01 natural sciences, ultrashort lasers, 010309 optics, Propagation effects, Optics, Distortion, 0103 physical sciences, Dispersion (optics), Ultrafast nonlinear optics, OCIS: (320.5540) Pulse shaping, (320.7110) Ultrafast nonlinear Optics, 010306 general physics, Optical Parametric Amplifier, Pulse shaping, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], business.industry, General Engineering, Optical parametric amplifier, Pulse (physics), business, Ultrashort pulse, Bandwidth-limited pulse
Abstract

International audience; An ultrashort pulse propagating in a resonant dense atomic medium experiences an important distortion due to a strong modification of its spectral phase. This distortion cannot be corrected using the usual simple dispersive devices (a pair of prisms, gratings, etc). We present here an experimental demonstration of the compensation of this effect using a dual 640-pixel high resolution pulse-shaper device. A cross-correlation intensity measurement combined with the XFROG (Cross-correlated Frequency Resolved Optical Gating) spectral phase measurement of the compensated pulse are performed; e±cient correction of the resonant dispersive phase is shown. A spectacular temporal compression of the propagating pulse is then obtained.

Published
2007

33. Real time Quantum state holography using coherent transients

Author

Béatrice Chatel, Bertrand Girard, Antoine Monmayrant, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Atomic Physics (physics.atom-ph), Holography, FOS: Physical sciences, Physics::Optics, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Coherent transients, Physics - Atomic Physics, law.invention, Optics, Multiphoton intrapulse interference phase scan, Quantum state, law, 0103 physical sciences, coherent control, Electrical and Electronic Engineering, Physical and Theoretical Chemistry, 010306 general physics, femtosecond, PACS: 32.80.Qk, 42.50Md, 82.53.Kp, Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], business.industry, chirped pulses, 021001 nanoscience & nanotechnology, Quantum state measurement, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Pulse (physics), pump-probe, Coherent control, Excited state, 0210 nano-technology, business, Ultrashort pulse
Abstract

International audience; In a two level atom, real-time quantum state holography is performed through interferences between quantum states created by a reference pulse and a chirped pulse resulting in coherent transients. A sequence of several measurements allows one to measure the real and imaginary parts of the excited state wave function. These measurements are performed during the interaction with the ultrashort laser pulse. The extreme sensitivity of this method to the pulse shape provides a tool for electric field measurement.

Published
2006

34. Quantum state measurement using coherent transients

Author

Antoine Monmayrant, Bertrand Girard, Béatrice Chatel, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
Atomic Physics (physics.atom-ph), Holography, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, FOS: Physical sciences, Physics::Optics, Coherent transients, Physics - Atomic Physics, law.invention, Rubidium, law, Quantum state, Physics::Atomic and Molecular Clusters, coherent control, Physics::Atomic Physics, femtosecond, PACS: 32.80.Qk, 42.50Md, 82.53.Kp, Quantum optics, Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], chirped pulses, Laser, Quantum state measurement, chemistry, pump-probe, Excited state, Femtosecond, Atomic physics, Squeezed coherent state
Abstract

Accepted in Physical Review Letters; International audience; We present the principle and experimental demonstration of Time Resolved Quantum State Holography. The quantum state of an excited state interacting with an ultrashort chirped laser pulse is measured during this interaction. This has been obtained by manipulating coherent transients created by the interaction of femtosecond shaped pulses and rubidium atoms.

Published
2006

35. Control of coherent transients using shaped pulses

Author

Béatrice Chatel, Bertrand Girard, and Antoine Monmayrant

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Physics, Amplitude, Optics, Multiphoton intrapulse interference phase scan, business.industry, Electric field, Excited state, business, Ultrashort pulse, Bandwidth-limited pulse, Pulse (physics)
Abstract

Interaction between a two-level system and a weak chirped pulse leads to oscillations of the excited state amplitude, named coherent transients. Their extreme sensitivity to the pulse shape provides a tool for electric field measurement.

Published
2006

36. Relaxation of optically induced anisotropy in azulene

Author

Béatrice Chatel, Valérie Blanchet, Giorgio Turri, and Bertrand Girard

Subjects
Materials science, Magnetoresistance, Physics::Optics, Nonlinear optics, Photoionization, Azulene, Molecular physics, Optical pumping, chemistry.chemical_compound, Nuclear magnetic resonance, chemistry, Ionization, Excited state, Relaxation (physics)
Abstract

The relaxation of optically induced anisotropy in azulene has been studied by polarisation sensitive time resolved experiment. The pump pulse by electronically exciting selects a class of molecular orientation and the probe photoionizes it.

Published
2006

37. Coherent Control of Atomic Dynamics with Chirped and Shaped Pulses

Author

Béatrice Chatel and Bertrand Girard

Subjects
Physics, education.field_of_study, business.industry, Population, Complex system, Phase (waves), Laser, Pulse shaping, law.invention, Optics, Amplitude, Simple (abstract algebra), Coherent control, law, education, business
Abstract

We review in this chapter the “open-loop” approach to coherent control. A particular laser shape is designed to achieve the specific goal chosen by the experimentalist. This approach is particularly suitable for simple systems (atoms here). It provides a fruitful basis which can be used to understand the effect of shaped pulses in more complex systems. Several simple spectral or temporal shapes are used in the examples described: chirped pulses, simple spectral phase shaping (phase steps), simple temporal shaping (holes synthesized with amplitude and phase shaping). These shapes are applied either to simple one-photon transitions where the transient excited population is recorded, or to multiphoton transitions (with resonant or non-resonant intermediate states). Ladder climbing is a particularly important application of this approach.

Published
2005

38. Tunable wavelength pulse shaping of visible NOPA Outputs with an Acousto-Optic Programmable Dispersive Filter

Author

Daniel Kaplan, Antoine Monmayrant, Béatrice Chatel, and Pierre Tournois

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Kerr effect, Materials science, business.industry, Pulse duration, Pulse shaping, law.invention, Optics, Acousto-optic programmable dispersive filter, law, Dispersion (optics), Self-phase modulation, business, Ultrashort pulse
Abstract

An Acousto-Optic Programmable Dispersive Filter (AOPDF) is used to pulse shape a NOPA. We analyse limitations due to spectral dispersion, Kerr effect and acoustic attenuation. Better than 30 fs pulse duration is experimentally demonstrated.

Published
2005

39. Role of quadratic and cubic spectral phases in ladder climbing with ultrashort pulses

Author

Béatrice Chatel, Jérôme Degert, Bertrand Girard, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
Physics, education.field_of_study, excited states sodium, Photon, Population, Phase (waves), Physics::Optics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Photoexcitation, atom-photon collisions, radiative lifetimes, photoexcitation, [PHYS.QPHY]Physics [physics]/Quantum Physics [quant-ph], Excited state, Chirp, Atomic physics, two-photon processes, PACS: 32.80.Wr, 32.80.Qk, 42.65.Re, 78.47.+p, education, Quantum, Excitation
Abstract

10 pages; Two-photon excitation of a quantum ladder system by an ultrashort chirped pulse leads to interferences in the excited-state population, between direct and sequential paths. Experimental results have been obtained in atomic sodium vapor. The presence of several intermediate and final states leads to new phenomena. The interplay between the two sequential paths leads to strongly contrasted oscillations and a large enhancement of the transition probability for precise values of the chirp. A cubic spectral phase modifies significantly the behavior of the quantum interferences and can be used to enhance the two-photon absorption rate.

Published
2004

40. Coherent control of matter-wave interference in molecular predissociation

Author

Jérôme Degert, Béatrice Chatel, Bertrand Girard, and Christoph Meier

Subjects
Physics, Rabi cycle, Coherent control, Wave packet, Physics::Atomic and Molecular Clusters, Physics::Atomic Physics, Matter wave, Atomic physics, Wave function, Electromagnetic radiation, Diatomic molecule, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Pulse (physics)
Abstract

The predissociation of a diatomic molecule after excitation by an ultrashort laser pulse leads to a succession of partial nuclear wave packets on the dissociative potential curve. Matter wave interferences result from their evolution. We show here theoretically how control pulses inducing Rabi oscillations on the electronic atomic part of the wave function can change totally the shape of the nuclear interference pattern. This is a consequence of the entanglement between the electronic and nuclear parts of the wave function. Application to information storage is finally discussed.

Published
2003

41. Realization of a time-domain Fresnel lens with coherent control

Author

Jérôme Degert, Wendel Wohlleben, Bertrand Girard, Béatrice Chatel, and Marcus Motzkus

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Physics, education.field_of_study, Fresnel zone, business.industry, Population, Phase (waves), General Physics and Astronomy, Fresnel lens, law.invention, Optics, law, Coherent control, Time domain, business, education, Ultrashort pulse
Abstract

Perturbative chirped pulse excitation leads to oscillations of the excited state amplitude. These coherent transients are governed by interferences between resonant and off-resonant contributions. Control mechanisms in both frequency and time domain are used to modify these dynamics. First, by applying a phase step in the spectrum, we manipulate the phase of the oscillations. By direct analogy with Fresnel zone lenses, we then conceive highly phase-amplitude modulated pulse shapes that slice destructive interferences out of the excitation time structure and enhance the final population.

Published
2002

42. Nonclassical light manipulation in a multiple-scattering medium

Author

Brian J. Smith, Béatrice Chatel, Benoit Chalopin, Ian A. Walmsley, Sylvain Gigan, Marco Barbieri, Hugo Defienne, Institut Langevin - Ondes et Images (UMR7587) (IL), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPC), Laboratoire Kastler Brossel (LKB (Jussieu)), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Clarendon Laboratory [Oxford], University of Oxford [Oxford], Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Defienne, H, Barbieri, Marco, Chalopin, B, Chatel, B, Walmsley I., A, Smith B., J, Gigan, S., Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Oxford, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Paris (UP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

Subjects
[PHYS]Physics [physics], Quantum optics, Wavefront, Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Photon, Multi-mode optical fiber, Scattering, business.industry, Physics::Optics, Quantum entanglement, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Optics, Quantum walk, Nonclassical light, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

We investigate the possibility of using a scattering medium as a highly multimode platform for implementing quantum walks. We demonstrate the manipulation of a single photon propagating through a strongly scattering medium using wavefront-shaping technique. Measurement of the scattering matrix allows the wavefront of the photon to be shaped to compensate the distortions induced by multiple scattering events. The photon can thus be directed coherently to a specific output mode. Using this approach, we show how entanglement of a single photon across different modes can be manipulated despite the enormous wavefront disturbance caused by the scattering medium.

Published
2014

43. Manipulation de transitoires cohérents avec des impulsions mises en forme

Author

Antoine Monmayrant, Jérôme Degert, Bertrand Girard, and Béatrice Chatel

Subjects
General Physics and Astronomy
Abstract

Nous presentons les resultats de l'etude de la manipulation de transitoires coherents avec des impulsions mises en forme. Une des applications potentielles est la possibilite d'inverser les transitoires coherents pour en deduire la fonction d'onde de l'etat excite.

Published
2004

44. Interférences entre chemins quantiques dans une transition en échelons

Author

Jérôme Degert, Bertrand Girard, Sabine Stock, and Béatrice Chatel

Subjects
Physics, General Physics and Astronomy, Atomic physics
Abstract

Nous presentons les resultats de l'etude de l'interference entre excitation directe et excitation en echelons par une impulsion laser ultracourte a derive de frequence dans une echelle de niveaux presque harmonique.

Published
2004

45. Femtosecond spectral electric field reconstruction using coherent transients

Author

Antoine Monmayrant, Béatrice Chatel, Bertrand Girard, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)

Subjects
Pulse shaping, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Materials science, business.industry, Phase (waves), FOS: Physical sciences, Physics::Optics, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 3. Good health, Intensity (physics), 010309 optics, (320.5540) Pulse shaping, (320.7100) Ultrafast measurements, Optics, Ultrafast measurements, Electric field, 0103 physical sciences, Femtosecond, Physics::Atomic Physics, 010306 general physics, business, Physics - Optics, Optics (physics.optics)
Abstract

We have implemented a new approach for measuring the time-dependent intensity and phase of ultrashort optical pulses. It is based on the interaction between shaped pulses and atoms, leading to coherent transients., Comment: 4 pages Accepted in Optics Letters

Published
2006

46. Optimisation of NOPA output pulse shaping using an AOPDF with dispersion self-correction

Author

Anjan Barman, Arnaud Arbouet, Béatrice Chatel, Antoine Monmayrant, David L. Kaplan, Bertrand Girard, and Benjamin J. Whitaker

Subjects
Femtosecond pulse shaping, Materials science, business.industry, Pulse duration, Pulse shaping, law.invention, Optics, Multiphoton intrapulse interference phase scan, Acousto-optic programmable dispersive filter, law, Dispersion (optics), Optoelectronics, business, Ultrashort pulse, Bandwidth-limited pulse
Abstract

Shaping of ultrashort visible pulses (500-680 nm) has been performed using an acousto-optic programmable dispersive filter. 50% diffraction efficiency, pulse duration shorter than 30 fs and pulse shaping on 4 ps have been obtained.

47. New experiment for understanding the physical mechanisms of ultrafast laser-induced electron emission from novel metallic nanotips

Author

Bionta, Mina, Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Béatrice Chatel, and Benoît Chalopin

Subjects
Femtosecond laser, [PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics], Photoémission, Nanotechnology, Nanopointe, Laser femtoseconde, Nanotechnologie, Nanotip
Abstract

This thesis concerns the interaction of a sharp nanotip with an ultrashort laser pulse for the observation of emission of photoelectrons. An electron can be emitted from a sharp nanotip system by many different mechanisms. Each mechanism gives a unique signature that can be identified by the photoelectron energy spectrum. We developed a new experiment to observe and identify these emission mechanisms. This consists of a flexible laser system (including the development of a high repetition rate, variable repetition rate noncollinear optical parametric amplifier (NOPA)), ultra high vacuum chamber, electron detector (electron spectrometer with 2D resolution), nanopositioning of a sharp nanotip in the focus of the laser, and fabrication of these nanotip samples in a variety of materials (in collaboration with CEMES (Toulouse) and GPM (Rouen)). We observed the emission of photoelectrons from various nanotips based on different materials: tungsten, silver, and a new type of carbon-based nanotip formed around a single carbon nanotube. We confirm the observation of above threshold photoemission (ATP) peaks from a tungsten nanotip. We detected the first laser induced electron emission from a carbon cone based on a single carbon nanotube. We observed a plateau in the electron spectra from a silver nanotip, the signature of electron recollision and rescattering in the tip. Various studies were performed in function of the voltage applied, repetition rate of the laser, laser polarization, energy and wavelength of the laser in order to understand these phenomena. From spectral features we were able to extract information about the system such as the enhancement factor of the laser electric field near the nanotip and the probability of above threshold photon absorption. Comparisons of the various spectra observed allowed us to spectrally identify the mechanisms for photoemission for tip based systems.; Cette thèse étudie l'interaction de nanopointes avec des impulsions laser ultracourtes pour observer l'émission photo-assistée d'électrons. Plusieurs mécanismes physiques entrent en jeu, chacun ayant une signature unique identifiable dans le spectre d'énergie des électrons. Nous avons développé une nouvelle expérience pour observer et identifier ces mécanismes d'émission. Ceci inclut le développement complet d'un système laser flexible (notamment un amplificateur optique non colinéaire (NOPA) haute cadence), une chambre ultra-vide avec détecteur d'électrons (mesure de spectre d'électrons et carte 2D de l'émission) et un dispositif de nanopositionnement de la pointe dans le foyer du laser, et enfin la fabrication et caractérisation de pointes diverses (en collaboration avec les laboratoires CEMES (Toulouse) et GPM (Rouen)). Nous avons observé l'émission photo-induite d'électrons à partir de nanopointes de différents matériaux (tungstène, argent, et une nouvelle pointe formée autour d'un nanotube de carbone unique). Nous avons confirmé l'observation de pics ATP (signature de la photoémission au dessus du seuil) sur une pointe de tungstène. Nous avons détecté la première émission induite par laser à partir de nanocône de carbone unique. Enfin, nous avons observé un plateau dans le spectre d'énergie des électrons d'une pointe d'argent, signature de la recollision et rediffusion des électrons sur la pointe. Pour identifier et caractériser ces mécanismes, des études variées ont été faites en fonction de la tension appliquée sur la pointe, du taux de répétition du laser, de sa polarisation, de sa puissance et de sa longueur d'onde. En étudiant la forme du spectre des photoélectrons, nous avons pu extraire des informations sur l'interaction: le facteur d'amplification du champ laser proche de la nanopointe et la probabilité d'absorption d'un photon au dessus du seuil.

Published
2015

48. Nouvelle expérience pour l'émission photo-assistée d'électrons avec des impulsions laser ultracourtes à partir de nanopointes métalliques

Author

Bionta, Mina, Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, Béatrice Chatel, and Benoît Chalopin

Subjects
Femtosecond laser, [PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics], Photoémission, Nanotechnology, Nanopointe, Laser femtoseconde, Nanotechnologie, Nanotip
Abstract

This thesis concerns the interaction of a sharp nanotip with an ultrashort laser pulse for the observation of emission of photoelectrons. An electron can be emitted from a sharp nanotip system by many different mechanisms. Each mechanism gives a unique signature that can be identified by the photoelectron energy spectrum. We developed a new experiment to observe and identify these emission mechanisms. This consists of a flexible laser system (including the development of a high repetition rate, variable repetition rate noncollinear optical parametric amplifier (NOPA)), ultra high vacuum chamber, electron detector (electron spectrometer with 2D resolution), nanopositioning of a sharp nanotip in the focus of the laser, and fabrication of these nanotip samples in a variety of materials (in collaboration with CEMES (Toulouse) and GPM (Rouen)). We observed the emission of photoelectrons from various nanotips based on different materials: tungsten, silver, and a new type of carbon-based nanotip formed around a single carbon nanotube. We confirm the observation of above threshold photoemission (ATP) peaks from a tungsten nanotip. We detected the first laser induced electron emission from a carbon cone based on a single carbon nanotube. We observed a plateau in the electron spectra from a silver nanotip, the signature of electron recollision and rescattering in the tip. Various studies were performed in function of the voltage applied, repetition rate of the laser, laser polarization, energy and wavelength of the laser in order to understand these phenomena. From spectral features we were able to extract information about the system such as the enhancement factor of the laser electric field near the nanotip and the probability of above threshold photon absorption. Comparisons of the various spectra observed allowed us to spectrally identify the mechanisms for photoemission for tip based systems.; Cette thèse étudie l'interaction de nanopointes avec des impulsions laser ultracourtes pour observer l'émission photo-assistée d'électrons. Plusieurs mécanismes physiques entrent en jeu, chacun ayant une signature unique identifiable dans le spectre d'énergie des électrons. Nous avons développé une nouvelle expérience pour observer et identifier ces mécanismes d'émission. Ceci inclut le développement complet d'un système laser flexible (notamment un amplificateur optique non colinéaire (NOPA) haute cadence), une chambre ultra-vide avec détecteur d'électrons (mesure de spectre d'électrons et carte 2D de l'émission) et un dispositif de nanopositionnement de la pointe dans le foyer du laser, et enfin la fabrication et caractérisation de pointes diverses (en collaboration avec les laboratoires CEMES (Toulouse) et GPM (Rouen)). Nous avons observé l'émission photo-induite d'électrons à partir de nanopointes de différents matériaux (tungstène, argent, et une nouvelle pointe formée autour d'un nanotube de carbone unique). Nous avons confirmé l'observation de pics ATP (signature de la photoémission au dessus du seuil) sur une pointe de tungstène. Nous avons détecté la première émission induite par laser à partir de nanocône de carbone unique. Enfin, nous avons observé un plateau dans le spectre d'énergie des électrons d'une pointe d'argent, signature de la recollision et rediffusion des électrons sur la pointe. Pour identifier et caractériser ces mécanismes, des études variées ont été faites en fonction de la tension appliquée sur la pointe, du taux de répétition du laser, de sa polarisation, de sa puissance et de sa longueur d'onde. En étudiant la forme du spectre des photoélectrons, nous avons pu extraire des informations sur l'interaction: le facteur d'amplification du champ laser proche de la nanopointe et la probabilité d'absorption d'un photon au dessus du seuil.

Published
2015

49. Génération et caractérisation d'impulsions façonnées - Application au contrôle spatio-temporel de la lumière diffusée

Author

Tajalli, Ayhan, Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, and Béatrice Chatel(beatrice.chatel@irsamc.ups-tlse.fr)

Subjects
Caractérisation spatio-temporelle, Pulse shaping, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Speckle spatio-temporel, Multiply scattering medium, Chirped pulses, Femtosecond pulses, Impulsions femtosecondes, Contrôle spatio-temporel, Spatio-spectral speckle, Spatio-temporal coupling, Spatio-temporal Characterization, Mise en forme d'impulsions, Echantillon multidiffusant, Impulsions à dérive de fréquence, AOPDF, Spatio temporal control, Couplage spatio-temporel, Ultraviolet
Abstract

This PhD thesis concerns a range of technological studies and physical applications within the fields of ultrafast science and coherent control. From the technological point of view, we have performed a comprehensive study of space-time coupling within the 'Dazzler' AOPDF pulse shaper using interferometric techniques. For a while such limitations of '4f' zero-dispersion line pulse shapers have been widely documented; our results were the first to demonstrate, quantify and explain a parallel effect in this alternative device. From a control perspective, we have demonstrated exciting results about temporal refocusing of a broadband pulse that has been strongly distorted by a random, multiply scattering medium (i.e. the temporal analogue of the spatial speckle pattern). For this purpose a spatially resolved measurement of the spectral phase of the distorted pulse followed by open-loop feedback to a pulse shaper were implemented: as a result of the linearity of the scattering process, this pre-compensation has led to a spatially localized flat output spectral phase and hence a short pulse. This has already stimulated much interest amongst colleagues for diverse applications such as biological imaging or quantum optics studies.; Cette thèse porte sur une série d'études technologiques et d'applications physiques dans les domaines de la dynamique ultrarapide et contrôle cohérent. Du point de vue technologique, nous avons effectué une étude approfondie de couplage spatio-temporel induit par l'interaction de l'onde optique avec une onde acoustique au sein d'un cristal non linéaire pour le façonnage de l'impulsion laser ultra courte. Cette étude a été menée en utilisant des techniques interférométriques. Ces effets bien connus dans les façonneurs d'impulsions utilisant une ligne 4f n'avaient jamais été mesurés dans ce type façonneur. Nos résultats ont été les premiers à les démontrer, les quantifier et les expliquer. Du point de vue du contrôle, nous avons mis en évidence des résultats très intéressants concernant la refocalisation temporelle d'une impulsion large bande fortement perturbée par un milieu multi-diffusif (i.e. l'analogue temporel de speckle spatiale). Pour cela nous avons d'eveloppé une mesure résolue spatialement de la phase spectrale de l'impulsion déformée suivie par une rétroaction en boucle ouverte permettant la correction en temps réelle de la phase grâce à un façonneur d'impulsions: en raison de la linéarité du processus de diffusion, cette compensation a permis de réaliser la recompression d'une impulsion laser en sortie de l''echantillon en un point donné (localisation spatiale) . Cela a suscité beaucoup d'intérêts parmi les collègues pour diverses applications telles que l'imagerie biologique ou pour des développements utilisant l'optique quantique.

Published
2012

50. Contrôle optique de l'exciton dans des boîtes quantiques individuelles

Author

Simon, Claire-Marie, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Femto (LCAR), Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Paul Sabatier - Toulouse III, Béatrice Chatel, Pierre Renucci, Thierry Amand, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Boîte quantique semiconductrice, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Passage adiabatique rapide, Spintronique, Spintronics, Spectroscopie de photoluminescence, Impulsions à dérive de fréquence, Interaction hyperfine
Abstract

Semiconductor quantum dots InAs/GaAs exhibit optical and electronic properties for which they are often compared to an individual atom. This thesis work focuses on diff erent aspect of light-matter interaction in a single semiconductor quantum dot. The coupled system constituted by the electron spin and the nuclei spins have been studied in a single quantum dot. Photoluminescence experiments resolved in polarization have been carried out, with non resonant optical pumping : comprehensive studies in photoluminescence excitation under various experimental conditions (excitation power and polarization) have been performed. They point out the quantum dots fluctuating charge state and the strong coupling between the electron spin and the nuclear spins via hyper ne interaction. This enables the optical neutral exciton eigenstates orientation without any external magnetic field. We have confi rmed these experimental results using a Fabry-Perot interferometer in order to increase the spectral resolution of our microphotoluminescence set up. In a second step, we present experiments performed in the coherent regime, in a time scale shorter than the system dephasing time, in a sample where the quantum dots are embedded in a Schottky-diode structure. The quantum dot is excited resonantly with short pulses (Fourier transform limited) and, using an original detection scheme, we detect the luminescence signal on a spectator state. We demonstrate the Rabi oscillations of the exciton state in a single quantum dot. Finally, using frequency swept chirped pulses, we show that it is possible to prepare robustly and with a strong fidelity an exciton state in a single quantum dot. This is a first step toward the Q-bit implementation and manipulation in a single quantum dot.; Les boîtes quantiques semiconductrices de type InAs/GaAs ont des propriétés électroniques et optiques qui les rapprochent de l'atome unique. C'est dans ce contexte que se situe ce travail de thèse, qui s'intéresse à différents aspects de l'interaction lumière-matière dans ce type de système. Nous avons d'abord étudié le système couplé constitué du spin de l'électron et des spins nucléaires dans une boîte quantique unique, sous excitation non résonante. Pour ces expériences, nous avons utilisé des techniques de photoluminescence stationnaire résolues en polarisation : nous présentons des mesures complètes d'excitation de la photoluminescence, dans différentes conditions expérimentales. L'état de charge des boîtes quantiques fluctuant dans le temps d'une part et le couplage entre les spins nucléaires et le spin de l'électron via l'interaction hyper ne d'autre part sont à la base d'un effet original : il est possible de modifier optiquement les états propres de l'exciton neutre en l'absence de champ magnétique externe. Nos résultats expérimentaux sont confirmés par une spectroscopie de plus haute résolution, qui utilise un interféromètre de Fabry-Pérot placé en amont de la chaîne de détection. Nous présentons ensuite des expériences réalisées en régime cohérent, c'est-à-dire dans un temps plus court que le temps de déphasage du système, dans des échantillons à charge ajustable. Nous avons excité la boîte quantique à résonance (sur son état fondamental) avec des impulsions courtes (durée " 1ps) limitées par la transformée de Fourier). En s'appuyant sur un schéma de détection original, nous détectons le signal de luminescence sur un état spectateur situé à quelques meV de la transition excitée. Ceci nous a permis de mettre en évidence les oscillations de Rabi de l'exciton dans une boîte quantique unique. Ensuite, en utilisant des impulsions à dérive de fréquence, nous montrons qu'il est possible de générer une population d'exciton de façon à la fois fidèle et robuste, en réalisant un passage adiabatique rapide. Ce résultat expérimental est une première étape en vue de l'implémentation puis de la manipulation d'un Q-bit dans une boîte quantique unique.

Published
2010

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