Génération de l'électron hydraté par absorption multiphotonique d'impulsions laser femtoseconde de 2 eV

Groupe du Conseil de recherches médicales du Canada en sciences des radiations et département de médecine nucléaire et de radiobiologie, faculté de médecine, université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec J1H 5N4, Canada.

Résumé

Une espèce promptement formée (< 1 ps) a été produite en grande quantité (~ 10^-3 M) en soumettant l’eau pure à des impulsions laser très courtes (~ 150 fs) et très intenses (~ 0,5 mJ) de 2 eV. Son spectre d’absorption a permis d’identifier cette espèce comme étant l’électron hydraté, [math]. Une étude portant sur le taux de production de [math] en fonction de l’intensité des impulsions suggère que l’ionisation multiphotonique de H₂O liquide est assistée par la présence de l’état électronique [math] à 8,4 eV. En outre, on observe un gain Raman stimulé à 780 nm ainsi que l’effet Raman inverse du côté anti-Stokes à 512 nm. L’observation du déplacement isotopique du mode vibrationnel impliqué pour D₂O a permis de confirmer cette dernière interprétation.

Abstract

A promptly formed species (< 1 ps) is produced in large quantity (~ 10^-3 M) when pure water is submitted to very short (~ 150 fs) and very intense (- 0.5 mJ) 2-eV laser pulses. Its absorption spectrum identifies the species as the hydrated electron, [math]. An investigation of the [math] production rate versus pulse intensity suggests that the presence of the [math] electronic state of liquid H₂O at 8.4 eV assists the multiphoton ionization process. Furthermore, a stimulated Raman gain is observed at 780 nm along with the inverse Raman effect on the anti-Stokes side at 512 nm. The recorded isotopic shift of the involved vibrational level with D₂O confirms this latter interpretation.