Mostafa HASSAN : "Imagerie ultrarapide de nano-plasmas générés par un faisceau de Bessel dans des diélectriques"

Résumé : Les lasers femtoseconde ultra-intense sont largement utilisés pour le traitement des matériaux à l'échelle micro et nanométrique. Dans ce contexte, il est nécessaire de contrôler l'interaction laser- matière. Les faisceaux non diffractants, tels que les faisceaux de Bessel, offrent des avantages substantiels en ce qui concerne la stabilité de la propagation non linéaire dans les diélectriques. Ils ont permis la génération de nano-vides de rapport d'aspect extrêmement élevé. Cependant, les modèles conventionnels décrivant l'interaction Bessel-diélectrique ne parviennent pas à expliquer les observations expérimentales. Par conséquent, cette thèse vise à développer un ensemble de techniques pour retrouver les paramètres des plasmas générés par laser. La première partie développe une approche pour façonner la polarisation du faisceau de Bessel le long de sa propagation grâce à des lames demi-onde variant dans l'espace. La deuxième partie de ce travail est dédiée à l'imagerie de l'interaction entre le plasma généré par le début de l'impulsion et la majeure partie de l'impulsion. Nous avons confirmé une génération de nano-plasma avec une densité dépassant la densité critique, et un diamètre de typiquement 200 nm. La troisième partie de ce travail se concentre sur l'imagerie du plasma en utilisant une approche pompe-sonde. Ce nouveau concept est basé sur la mise en forme de la sonde comme un faisceau de Bessel d'ordre supérieur. Les paramètres du plasma sont extraits d'un ensemble de mesures de réflectivité en amplitude et en phase pour différents ordres et angles de l'impulsion de la sonde.

Composition du jury:

M. François COURVOISIER, Directeur de recherche, Université Bourgogne Franche-Comté, Directeur de thèse

M. Yves BELLOUARD, Associate Professor, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Rapporteur

Mme Ottavia JEDRKIEWICZ, Chargée de recherche, CNR- Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Milano, Rapporteure

M. Sylvain LECLER, Professeur des universités, INSA Strasbourg, Examinateur

M. Maxime JACQUOT, Professeur des universités, Université Bourgogne Franche-Comté, Examinateur

Localisation : Amphithéatre Jean-Jacques Gagnepain - Institut FEMTO-ST 15B, avenue des Montboucons 25000 BESANCON