Dissociation contrôlée de I2 via des transitions optiques entre les états électroniques X et B

Les progrès récents dans les méthodes théoriques et expérimentales ont conduit à la conviction répandue que le contrôle des réactions chimiques avec des impulsions laser ultracourtes est en principe réalisable. Dans cet article, la molécule I2, qui a fait l'objet d'un grand nombre de travaux en femtoseconde, est étudiée théoriquement comme une perspective pour un contrôle expérimental. Une optimisation sans contrainte du champ électrique est réalisée, avec pour objectif la dissociation sur l'état B. La théorie de l'optimisation de Krotov est utilisée pour cette optimisation sans contrainte, ce qui réduit le temps d'utilisation du CPU par un facteur de quatre. Le champ résultant de l'optimisation donne une probabilité de 99 % pour la dissociation de l'état B. La transformation de Husimi du champ optimal indique une structure sous-jacente simple, contrairement à de nombreux champs précédents obtenus par la théorie du contrôle optimal : le champ optimal ressemble étroitement à une séquence de trois impulsions gaussiennes avec la même fréquence centrale. L'analyse du champ optimal indique qu'il fonctionne par une excitation quasi-cw directement dans le continuum B. Une optimisation contrainte a ensuite été réalisée : le champ électrique a été restreint à l'intervalle de fréquence de 0 à 19752 cm−1 pour éviter le mécanisme d'excitation en onde quasi continue. La solution optimale de ce problème utilise un mécanisme de pompage—décharge—pompage (PDP) à trois photons. Le champ optimal a été approché par des séquences de trois et quatre impulsions laser en forme gaussienne ; le champ optimal et les deux champs approximants ont donné respectivement 34 %, 6 % et 11 % pour la probabilité de dissociation. Les champs provenant de l'optimisation contrainte ont une largeur à mi-hauteur (fwhm) de l'ordre de 30–50 fs et des intensités de l'ordre de 10^10 W/cm2 et devraient être produits expérimentalement avec la technologie disponible.