De section annulaire, un faisceau laser porteur d'un moment angulaire orbital (MAO) possède un front d'onde de forme hélicoïdale, ce qui lui permet d'entraîner en rotation des particules autour de son axe de propagation.
Une équipe de l'Iramis a préparé un faisceau laser femtoseconde infrarouge très intense, porteur de MAO, qui par focalisation sur un jet gazeux, engendre une impulsion XUV. Celle-ci est composée d'un ensemble d'harmoniques, chacune porteuse d'un MAO différent. Toutes présentent un rayon identique, ce qui signifie, selon la théorie, que leur MAO est proportionnel à leur ordre.
Par une mesure de corrélation croisée entre les faisceaux infrarouge et XUV, la surface d'onde de l'impulsion XUV a pu être reconstruite. Elle a la forme d'une double hélice comme une molécule d'ADN.
Grâce à de tels faisceaux, on peut envisager de nouvelles spectroscopies pour l'étude de propriétés magnétiques et optiques de la matière condensée (dichroïsmes hélicoïdaux), l'analyse d'échantillons biologiques (structures chirales) ou la caractérisation de matériaux (dislocations de surface). Pour ces techniques, il serait intéressant de pouvoir à l'avenir affecter un MAO arbitraire à une harmonique particulière.
Ces recherches, menées en collaboration avec l'Université Pierre et Marie Curie (Paris) et l'Université d'état de l'Ohio (États-Unis), se poursuivront dans les nouvelles installations de l'Equipex Attolab sur le site CEA de l'Orme des Merisiers.
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