Alignement et préparation d'états vibrationnels excités par effet Raman à phase modulée pour des molécules diatomiques symétriques

L'objectif de ce projet de recherche est de démontrer qu'il est possible de transférer efficacement des populations du niveau vibrationnel fondamental ([epsilon] = 0) [indice supérieur 1] vers des niveaux vibrationnels excités. Ceci sera étudié dans le cas de molécules diatomiques symétriques. Étant donné que ces molécules ne possèdent pas de moment dipolaire permanent, l'effet Raman doit-être utilisé afin de pouvoir coupler les différents niveaux vibrationnels d'un même état électronique. Ainsi, une combinaison de deux impulsions lasers sera utilisée pour effectuer ces transferts de populations. Tout d'abord, la résolution numérique de l'équation de Schrödinger dépendante du temps décrivant un système à trois niveaux ro-vibrationnels montre qu'il est possible de porter les populations du niveau vibrationnel [epsilon][indice inférieur g] = 0 vers le niveau [epsilon][indice inférieur g] = 12 pour la molécule d'hydrogène (H[indice inférieur 2]) dans son état électronique fondamental (X[indice supérieur 1][somme][indice supérieur +/indice inférieur g])."--Résumé abrégé par UM

Le laser : un outil de contrôle et de mesure en photochimie

Au cours de ma thèse, j’ai travaillé sur trois projets de recherche distincts. Ils ont en commun l’utilisation d’impulsions laser malgré des approches très différentes. Deux de ces projets ont le même objectif : suivre temporellement la structure des molécules lors de processus photochimiques femtosecondes (et attosecondes). Enfin, le troisième projet propose deux nouveaux schémas de contrôle laser lors d’inversion de population vers un état d’énergie doublement dégénéré. Tout d’abord, nous avons étudié expérimentalement le processus de collision électron-molécule tel qu’induit par une impulsion laser intense. Le paquet d’ondes électronique éjecté lors de l’ionisation oscille sous l’action de la composante électrique du champ laser et revient à l’ion parent sous la forme d’un train d’impulsions électroniques attosecondes. Pour pouvoir caractériser temporellement ce train d’impulsions électroniques, il nous faut une horloge ayant une précision sub-femtoseconde (fs). « L’horloge moléculaire » peut offrir une telle résolution temporelle : cette méthode consiste à utiliser les vibrations de l’ion moléculaire généré lors de l’ionisation pour déterminer le temps écoulé entre l’émission d’un électron dans le continuum et le retour de cet électron à l’ion parent. Ce concept a été démontré expérimentalement avec la molécule d’hydrogène. Ceci nous a permis de confirmer la structure temporelle du train d’impulsions électroniques. Ces impulsions peuvent à leur tour être utilisées pour étudier la dynamique moléculaire suivant l’ionisation. Nous avons utilisé cette approche pour étudier la dynamique de l’ion D2+. Nous obtenons une résolution temporelle de 200 attosecondes et une résolution spatiale de l’ordre de 0.05 Â. Ces résultats sont présentés aux chapitres 1 et 2. Ensuite, nous avons étudié l’explosion coulombienne induite par une impulsion laser à quelques cycles optiques. Nous avons tout d’abord étudié expérimentalement la double ionisation de D2. Nous mesurons la structure de avec une résolution de 0.3 Â. En utilisant le concept d’horloge moléculaire développé au chapitre 1, nous montrons que le temps moyen pour que la double ionisation soit complète est de 4 fs lorsque l’impulsion laser a une durée de 8.6 fs et une intensité avoisinant 1015 W/cm2. Ce temps est suffisamment court pour penser utiliser l’explosion coulombienne laser comme sonde dans des expériences de dynamique moléculaire. En utilisant la spectroscopie de coïncidence et des impulsions laser ~8 fs, nous avons étudié l’explosion coulombienne de D2O via D204+ -> D+ + 02+ + D+ et celle de S02 via S027+-> 02+ + S3+ + O2+. Nous montrons qu’il est possible de mesurer la structure de petites molécules avec une résolution spatiale similaire à celle atteinte pour D2. Enfin, nous avons réalisé deux expériences pompe-sonde avec nos impulsions ~8 fs. Dans ces expériences, l’impulsion pompe, moins intense, démarre la dynamique par ionisation multiphotonique. L’impulsion sonde mesure subséquemment la structure moléculaire, à différents délais, par explosion coulombienne. En utilisant l’ion D2+, nous démontrons qu’une résolution temporelle d’environ 5 fs est atteinte. Enfin, nous montrons qu’il est possible de distinguer si une dissociation est symétrique ou asymétrique en sondant S023+ 0+ + S+ + 0+, S022+ 0+ + S+ + O et S022+ SO+ + 0+ par explosion coulombienne via l’état S027+ -> 02+ + S3+ + O2+ nous montrons que le canal S022+ 0+ + S+ + O n’a aucun intermédiaire S02+. Ces résultats sont présentés aux chapitres 3 à 5. Finalement, je propose deux schémas de contrôle laser. Le transfert de population entre états quantiques est un sujet qui a été grandement étudié dans la littérature. Plusieurs techniques optiques ont été proposées mais aucune lorsque l’état final est doublement dégénéré. J’étudie ce cas par simulation numérique de l’équation de Schrödinger dépendante du temps pour un système à 4 niveaux. Le contrôle est possible en utilisant l’effet Stark et en modulant temporellement la fréquence de l’impulsion laser qui effectue le transfert de population. Je confirme les résultats de mes simulations par un modèle analytique. [Symboles non conformes

Le terrorisme avec armes de destruction massive : analyse et évaluation de la menace dans la perspective d'une réponse étatique

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Le néo-réalisme ou la formulation du paradigme hégémonique en relations internationales

This article provides an analytical framework which we employ to examine the 'interparadigm debate' currently underway in the field of international relations. Arguing that this debate is more significant than the previous 'grand debates' in the field because it is simultaneously fought on the terrains of ontology, epistemology and values, we use these categories to examine the central propositions of the major paradigms of international relations. We argue that the interparadigm debate is a series of attacks on realism from the other perspectives, which neo-realists attempt to counter by a reconstruction of realism through the appropriation and reinterpretation of concepts and arguments used by its main critics. The refurbishment of realism corresponds to an attempt at maintaining the intellectual hegemony of the paradigm on the teaching and practice of world politics. We think that the hegemonic synthesis under the auspices of realism is not desirable and constitutes a retrograde move which ought to be resisted by scholars seeking a more relevant and less 'americanized' discipline of international relations

Decoupling frequencies, amplitudes and phases in nonlinear optics

In linear optics, light fields do not mutually interact in a medium. However, they do mix when their field strength becomes comparable to electron binding energies in the so-called nonlinear optical regime. Such high fields are typically achieved with ultra-short laser pulses containing very broad frequency spectra where their amplitudes and phases are mutually coupled in a convolution process. Here, we describe a regime of nonlinear interactions without mixing of different frequencies. We demonstrate both in theory and experiment how frequency domain nonlinear optics overcomes the shortcomings arising from the convolution in conventional time domain interactions. We generate light fields with previously inaccessible properties by avoiding these uncontrolled couplings. Consequently, arbitrary phase functions are transferred linearly to other frequencies while preserving the general shape of the input spectrum. As a powerful application, we introduce deep UV phase control at 207 nm by using a conventional NIR pulse shaper

Imaging skeletal muscle using second harmonic generation and coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy

We describe experimental results on label free imaging of striated skeletal muscle using second harmonic generation (SHG) and coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy. The complementarity of the SHG and CARS data makes it possible to clearly identify the main sarcomere sub-structures such as actin, myosin, acto-myosin, and the intact T-tubular system as it emanates from the sarcolemma. Owing to sub-micron spatial resolution and the high sensitivity of the CARS microscopy technique we were able to resolve individual myofibrils. In addition, key organelles such as mitochondria, cell nuclei and their structural constituents were observed revealing the entire structure of the muscle functional units. There is a noticeable difference in the CARS response of the muscle structure within actin, myosin and t-tubule areas with respect to laser polarization. We attribute this to a preferential alignment of the probed molecular bonds along certain directions. The combined CARS and SHG microscopy approach yields more extensive and complementary information and has a potential to become an indispensable method for live skeletal muscle characterization

Highly stable, 54mJ Yb-InnoSlab laser platform at 0.5kW average power

ISSN:1094-408

Mast Cells in Cardiac Fibrosis: New Insights Suggest Opportunities for Intervention

Mast cells (MC) are innate immune cells present in virtually all body tissues with key roles in allergic disease and host defense. MCs recognize damage-associated molecular patterns (DAMPs) through expression of multiple receptors including Toll-like receptors and the IL-33 receptor ST2. MCs can be activated to degranulate and release pre-formed mediators, to synthesize and secrete cytokines and chemokines without degranulation, and/or to produce lipid mediators. MC numbers are generally increased at sites of fibrosis. They are potent, resident, effector cells producing mediators that regulate the fibrotic process. The nature of the secretory products produced by MCs depend on micro-environmental signals and can be both pro- and anti-fibrotic. MCs have been repeatedly implicated in the pathogenesis of cardiac fibrosis and in angiogenic responses in hypoxic tissues, but these findings are controversial. Several rodent studies have indicated a protective role for MCs. MC-deficient mice have been reported to have poorer outcomes after coronary artery ligation and increased cardiac function upon MC reconstitution. In contrast, MCs have also been implicated as key drivers of fibrosis. MC stabilization during a hypertensive rat model and an atrial fibrillation mouse model rescued associated fibrosis. Discrepancies in the literature could be related to problems with mouse models of MC deficiency. To further complicate the issue, mice generally have a much lower density of MCs in their cardiac tissue than humans, and as such comparing MC deficient and MC containing mouse models is not necessarily reflective of the role of MCs in human disease. In this review, we will evaluate the literature regarding the role of MCs in cardiac fibrosis with an emphasis on what is known about MC biology, in this context. MCs have been well-studied in allergic disease and multiple pharmacological tools are available to regulate their function. We will identify potential opportunities to manipulate human MC function and the impact of their mediators with a view to preventing or reducing harmful fibrosis. Important therapeutic opportunities could arise from increased understanding of the impact of such potent, resident immune cells, with the ability to profoundly alter long term fibrotic processes

Synthesis of carboxylate Cp*Zr(IV) species : towards the formation of novel metallocavitands

With the intent of generating metallocavitands isostructural to species [(CpZr)3(μ(3)-O)(μ(2)-OH)3(κO,O,μ(2)-O2C(R))3](+), the reaction of Cp*2ZrCl2 and Cp*ZrCl3 with phenylcarboxylic acids was carried out. Depending on the reaction conditions, five new complexes were obtained, which consisted of Cp*2ZrCl(κ(2)-OOCPh) (1), (Cp*ZrCl(κ(2)-OOCPh))2(μ-κ(2)-OOCPh)2 (2), [(Cp*Zr(κ(2)-OOCPh))2(μ-κ(2)-OOCPh)2(μ(2)-OH)2]·Et2O (3·Et2O), [[Cp*ZrCl2](μ-Cl)(μ-OH)(μ-O2CC6H5)[Cp*Zr]]2(μ-O2CC6H5)2 (4), and [Cp*ZrCl4][(Cp*Zr)3(κ2-OOC(C6H4Br)3(μ3-O)(μ2-Cl)2(μ2-OH)] [5](+)[Cp*ZrCl4](-). The structural characterization of the five complexes was carried out. Species 3·Et2O exhibits host-guest properties where the diethyl ether molecule is included in a cavity formed by two carboxylate moieties. The secondary interactions between the cavity and the diethyl ether molecule affect the structural parameters of the complex, as demonstrated be the comparison of the density functional theory models for 3 and 3·Et2O. Species 5 was shown to be isostructural to the [(CpZr)3(μ(3)-O)(μ(2)-OH)3(κO,O,μ(2)-O2C(R))3](+) metallocavitands

10.4 kW coherently combined ultrafast fiber laser

An ultrafast laser delivering 10.4 kW average output power based on a coherent combination of 12 step-index fiber amplifiers is presented. The system emits close-to-transform-limited 254 fs pulses at an 80 MHz repetition rate, and has a high beam quality (M2≤1.2) and a low relative intensity noise of 0.56% in the frequency range of 1 Hz to 1 MHz. Automated spatiotemporal alignment allows for hands-off operation