Étude de l'interaction matière-lumière structurée : role des moments angulaires de la lumière et de la chiralité locale en régime attoseconde // Structured light–matter interactions: angular momentum and local chirality in the attosecond regime

Les progrès récents de l'optique ultra-rapide et la maîtrise d'interactions lumière-matière extrêmement non linéaires permettent aujourd'hui de générer des impulsions lumineuses attosecondes (1 as = 10⁻¹⁸ s) via la génération d'harmoniques d'ordre élevé (GHOE). Ce processus convertit une impulsion laser femtoseconde en un rayonnement cohérent et ultrabref dans l'extrême ultraviolet (XUV, 10–150 eV). Ces sources uniques permettent d'accéder aux dynamiques électroniques à des échelles sub-femtosecondes et de sonder des transitions spécifiques à chaque élément, auparavant accessibles uniquement sur des installations comme les synchrotrons. Le groupe Attophysique du LIDYL, pionnier dans la génération, la caractérisation et l'utilisation d'impulsions attosecondes, a récemment développé des sources pilotées par des faisceaux portant un moment angulaire de spin (MAS) ou orbital (MAO), ouvrant la voie à l'étude de dynamiques chirales et magnétiques. En combinant ces avancées, cette thèse vise à synthétiser des champs lumineux dont la chiralité varie dans le temps et l'espace, en exploitant notamment la composante longitudinale du champ électrique. Trois régimes seront étudiés : linéaire (pompe-sonde XUV/IR), fortement non linéaire (champs structurés visibles-IR dans des milieux chiraux) et faiblement non linéaire (pompe IR/sonde XUV). Ces travaux ouvriront une nouvelle classe d'expériences en physique attoseconde, combinant exploration fondamentale et applications émergentes.
L'étudiant(e) acquerra une pratique de l'optique des lasers, en particulier femtoseconde, et des techniques de spectrométrie de particules chargées. Il (elle) étudiera également les processus de physique des champs forts sur lesquels se basent la génération d'harmonique élevées. Il/elle deviendra un(e) experte de la physique attoseconde. L'acquisition de techniques d'analyse approfondie, d'interfaçage d'expérience seront encouragées même si non indispensables.

Pour plus de détails: https://iramis.cea.fr/lidyl/pisp/150720-2/
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Recent advances in ultrafast optics and the control of highly nonlinear light–matter interactions now make it possible to generate attosecond light pulses (1 as = 10⁻¹⁸ s) through High-Order Harmonic Generation (HHG). This process converts a femtosecond laser pulse into coherent, ultrashort radiation in the extreme ultraviolet (XUV) range (10–150 eV). These unique light sources enable access to electronic dynamics on sub-femtosecond timescales and allow the probing of element-specific transitions that were previously only achievable at large-scale facilities such as synchrotrons. The Attophysics Group at LIDYL, a pioneer in the generation, characterization, and application of attosecond pulses, has recently developed sources driven by beams carrying spin (SAM) or orbital (OAM) angular momentum, opening new avenues for studying chiral and magnetic dynamics. Building on these advances, this PhD project aims to synthesize light fields with time- and space-dependent chirality, exploiting in particular the often-neglected longitudinal component of the electric field. Three regimes will be explored: a linear regime (XUV/IR pump–probe), a strongly nonlinear regime (structured visible–IR fields in chiral samples), and a weakly nonlinear regime (IR pump/XUV probe). This work will open a new class of attosecond physics experiments, bridging fundamental exploration and emerging applications.
The student will acquire practical knowledge about lasers, in particular femtosecond lasers, and hands on spectrometric techniques of charged particles. They will also study strong field physical processes which form the basis for high harmonic generation. They will become an expert in attosecond physics. The acquisition of analysis skills, computer controlled experiments skills will be encouraged although not required.
More details at: https://iramis.cea.fr/lidyl/pisp/150720-2/
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrats ED : Programme blanc GS-Physique*Programme pour normalien ENS Paris-Saclay

Université Paris-Saclay GS Physique

572 Ondes et Matière

Master 2 avec une composante en optique. Le profil recherché est avant tout celui d'un experimentateur. De solides capacités en traitement numérique et/ou controle d'experiences par ordinateur seraient un plus.
Master in physics, with some strong knowledge in optics. An experimental profile is requested firstly. For this, strong capabilities in computer science, for data analysis and/or control of experiments would be a plus.