Génération Tera-Hertz à partir de micro-plasma induit par laser femtoseconde – MicroTera

Le projet MicroTera développera, étudiera et appliquera la génération d'impulsions térahertz (THz) intenses, à large bande et ultracourtes, générées à partir de microplasmas induist par laser femtoseconde. La capacité de générer un rayonnement THz à large bande et à champ élevé, à un taux de répétition élevé, est un objectif qui a jusqu'à présent échappé à la communauté scientifique. La nouvelle approche que nous proposons de développer repose sur des microplasmas bicolores, où des faisceaux lasers extrêmement focalisés seront utilisés. Nous prévoyons de créer un plasma presque sphérique dans l'air sec ambiant ou dans des gaz rares, allant de quelques microns à des dizaines de microns de diamètre, réduisant ainsi fortement les besoins en énergie des impulsions laser de la source laser, de plusieurs ordres de grandeur. La spectroscopie THz utilisant de l'air sec comme émetteur et détecteur d'ondes THz est exempte de défauts instrumentaux tels que l'absorption des phonons, permettant ainsi une spectroscopie à très large bande dans les expériences de sonde THz à pompe optique. Cette méthode largement inexplorée offre la perspective d’obtenir une source THz à large bande à haut rendement et à SNR élevé à un taux de répétition MHz au lieu de kHz. Le projet implique une forte interaction expérience/théorie. D'un point de vue théorique, MicroTera étudiera la génération THz dans diverses configurations de microplasmas. Des simulations numériques complètes et des modèles semi-analytiques associés seront réalisés pour les microplasmas bicolores. À titre de preuve de concept, nous prévoyons d'appliquer cette nouvelle technique pour étudier les propriétés de matériaux émergents tels que les semi-métaux de Weyl et les boites quantiques de graphène.