Générations et détection THz

•    Générations plasma

Cette activité est articulée autour de la chaîne laser amplifiée (50 fs, 1 kHz, 5 mJ/pulse) qui permet d’obtenir des puissances optiques crêtes d’une centaine de GW. En focalisant ces impulsions optiques, nous obtenons des champs électriques suffisamment intenses pour ioniser l’air. Ce plasma est un milieu centro-symétrique dans lequel l’effet non linéaire d’ordre 3 (effet Kerr) est prépondérant. Par conséquent, la superposition spatialle et temporelle d’une impulsion centrée 800 nm et d’une autre centrée à 400 nm, permet la génération d’une impulsion THz par effet Kerr (ωrouge+ωrouge-ωbleu=ΩTHz).

L’objectif est d’étudier les mécanismes physiques mis en jeu dans ce processus de génération, ou encore l’impact de certains paramètres expérimentaux sur la qualité des impulsions THz.

En parallèle, nous aborderons le développement de sources THz plasma innovantes. Il s’agit d’enrichir le plasma photogénéré par l’ajout de particules chargées apportées par un plasma externe, et ce afin d’améliorer/modifier les caractéristiques de l’impulsion THz générée. Des résultats préliminaires encourageants nous permettent d’envisager le développement de sources THz dont les caractéristiques intrinsèques (durée d’impulsion, polarisation, amplitude...) sont paramétrées par les propriétés physiques du plasma externe (densité de charge, nature du gaz, température du plasma…). De telles sources THz auraient un grand intérêt pour le développement de systèmes de spectroscopie « agiles », par exemple.  Il est aussi par conséquent envisageable de diagnostiquer un plasma externe en observant l’impulsion THz générée en son sein. Pour nous assister dans ces études, nous avons initié une collaboration avec le laboratoire GREMI d’Orléans.