Absorption différentielle et diffusion : Les molécules chirales peuvent présenter différentes propriétés d'absorption et de diffusion pour la lumière polarisée circulairement vers la gauche et vers la droite. Ce phénomène, appelé respectivement dichroïsme circulaire (CD) et biréfringence circulaire, peut être mesuré à l'aide d'impulsions laser femtoseconde. En contrôlant avec précision la polarisation et la longueur d’onde de la lumière laser, il est possible d’exciter et de sonder sélectivement les caractéristiques chirales des molécules.
Photoionisation chirale-sensible : Les impulsions laser femtoseconde peuvent induire une photoionisation de molécules chirales, entraînant l'éjection d'électrons ou d'ions. L'asymétrie du processus de photoionisation, connue sous le nom de dichroïsme circulaire photoélectronique (PECD), peut fournir des informations sur la chiralité moléculaire. En analysant l'énergie et la distribution angulaire des électrons photoionisés, il est possible de distinguer les énantiomères.
Spectroscopie chirale non linéaire : Des techniques optiques non linéaires, telles que la génération de somme de fréquences (SFG) et la génération de deuxième harmonique (SHG), peuvent être utilisées pour la reconnaissance chirale. Ces techniques impliquent l'interaction de deux ou plusieurs impulsions laser avec les molécules chirales, entraînant la génération de signaux non linéaires sensibles à la chiralité moléculaire. En analysant l'intensité, la polarisation et la phase des signaux non linéaires, des informations chirales peuvent être obtenues.
Dynamique chirale induite par laser femtoseconde : Les impulsions laser femtoseconde peuvent initier une dynamique moléculaire ultrarapide, notamment des rotations, des vibrations et des changements de conformation, dans les molécules chirales. Ces dynamiques peuvent être hautement énantiosélectives, conduisant à des différences dans l'évolution temporelle des propriétés moléculaires. En surveillant les changements résolus dans le temps de l'absorption, de la fluorescence ou d'autres signaux spectroscopiques, il est possible d'identifier et de caractériser les signatures chirales associées à ces dynamiques.
Modélisation théorique et simulations : Pour bien comprendre et interpréter les résultats de reconnaissance chirale obtenus à partir des expériences au laser femtoseconde, la modélisation théorique et les simulations jouent un rôle crucial. Ces simulations fournissent des informations sur les mécanismes sous-jacents des interactions chirales, aident à attribuer des spectres expérimentaux et à prédire la réponse chirale des molécules dans différentes conditions.
Les techniques de reconnaissance chirale par laser femtoseconde ont démontré une sensibilité, une sélectivité et une polyvalence élevées, ce qui en fait des outils prometteurs pour diverses applications, notamment l'analyse pharmaceutique, la synthèse énantiosélective, la détection chirale et les études fondamentales de la chiralité en chimie, biologie et science des matériaux.
