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Explosion coulombienne des molécules N2O, OCS et C2H2 induite par impulsions lasers femtosecondes.

Bisson, Éric (2012). Explosion coulombienne des molécules N2O, OCS et C2H2 induite par impulsions lasers femtosecondes. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 112 p.

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Résumé

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L'étude des fragments atomiques chargés provenant de l'explosion coulombienne de molécules suite à l'interaction non-linéaire non-perturbative avec une impulsion laser intense est riche en information. L'analyse de l'énergie cinétique des fragments et de leurs composantes vectorielles de vitesse permet de distinguer les différents processus d'ionisation et de dissociation de la molécule. Pour un état de charge élevé et une impulsion laser suffisamment courte, il est possible de reconstruire la structure moléculaire au moment de son explosion en supposant un potentiel coulombien. Dans ce contexte, une étude systématique de l'énergie cinétique des fragments a été menée en fonction de la durée d'impulsion (7, 30, 60, 100 et 200fs) pour les molécules N20 et OCS. Il est démontré que ces molécules exhibent les comportements caractéristiques du phénomène d'ionisation exaltée ("Charge Resonance Enhanced Ionization - CREI") comme observés sur CO2. Similairement, il est vu que l'état de charge 3+ est peu dépendant de la durée d'impulsion, contrairement aux états de charge supérieurs. Ces derniers montrent, à 7fs, une énergie cinétique totale mesurée s'approchant de la valeur estimée pour un potentiel coulombien, ce qui permettra une reconstruction de la structure moléculaire. Par la suite, comme l'objectif est d'utiliser l'imagerie par explosion coulombienne pour suivre la dynamique moléculaire de processus importants pour la chimie, l'isomérisation de la molécule d'acétylène (C2H2) a été étudiée en fonction de la longueur d'onde de l'impulsion laser (800, 400 et 267nm). Les spectres d'énergie cinétique totale montrent que l'isomérisation de l'acétylène est induite par les trois longueurs d'onde pour l'état de charge 2+, tandis que l'isomérisation ultrarapide, induite par la présence d'une population sur l'état électroniq ue A2∑+g de l'état 1 +, est observée seulement à une longueur d'onde de 267nm. De plus, la présence de ce dernier canal d'excitation montre une dépendance entre l'alignement de la molécule et l'axe de polarisation laser.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Kieffer, Jean-Claude
Co-directeurs de mémoire/thèse: Légaré, François
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: explosion coulombienne; molécules; triatomiques; isomérisation
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 22 janv. 2013 16:39
Dernière modification: 11 nov. 2015 14:39
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/712

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