Academic literature on the topic 'Susceptibilité d'ordre deux'

Les matériaux vitreux possèdent une centro-symétrie macroscopique qui interdit la présence de non-linéarités optiques du second ordre. Un traitement de polarisation thermique, appelé poling thermique, permet néanmoins de créer une susceptibilité non-linéaire d'ordre deux dans les verres, en soumettant le matériau chauffé à une tension élevée. Ce résultat est expliqué par la présence d'un champ électrique statique figé dans la matrice vitreuse sur une épaisseur d'une dizaine de micromètres. Nous proposons une méthode de caractérisation originale des non-linéarités d'ordre deux, consistant à enregistrer la puissance de l'onde de second harmonique au cours d'une attaque chimique de l'échantillon polé, La mesure interférométrique en temps réel de l'épaisseur enlevée nous permet de reconstruire la distribution spatiale de la susceptibilité du second ordre avec une résolution submicrométrique, à l'aide d'un algorithme itératif. Nous étudions ensuite la dynamique de formation de la non-linéarité d'ordre deux: nous montrons expérimentalement que la forme de son profil évolue au cours du traitement de poling. Ce comportement est simulé à l'aide d'un modèle de migration cationique à deux porteurs de charge. Enfin, nous montrons que la distribution spatiale de la non-linéarité d'ordre deux dépend également de phénomènes annexes (modification de la susceptibilité non-linéaire d'ordre trois, chute de potentiel nulle entre les deux faces de l'échantillon), qui ne peuvent pas être négligés pour la réalisation de composants actifs fibrés basés sur l'exploitation d'effets non-linéaires du second ordre.

La nature amorphe des verres de silice entraîne l'absence de susceptibilité non-linéaire d'ordre deux Chi( 2 ). Néanmoins, la possibilité de créer une susceptibilité Chi( 2 ) par la méthode de polarisation thermique a été démontrée en 1991. Cette méthode consiste à chauffer à une température optimale le matériau soumis à un champ électrique. Ce résultat est expliqué par l'apparition d'un champ électrique statique permanent dans le verre et par l'orientation d'entités hyperpolarisables durant la polarisation. Partant d'un modèle de conduction ionique, nous avons calculé les variations des susceptibilités Chi( 1 ) et Chi( 2 ) induites dans le matériau polarisé. Pour vérifier la validité de ce modèle, nous avons réalisé des expériences sur des lames de verre de compositions différentes (Infrasil 301, Suprasil I, verres germanosilicates) et dans des fibres optiques à structure évidée. Dans les échantillons massifs, nous avons utilisé la méthode des franges de Maker spatiales afin de caractériser la susceptibilité Chi( 2 ) créée. Cette méthode consiste à mesurer la puissance harmonique générée dans le verre en fonction de l'angle d'incidence d'un faisceau pompe sur l'échantillon. Nous avons amélioré les performances de cette méthode en mettant au point un montage original. Deux lentilles hémisphériques, placées de chaque coté de la lame polarisée, permettent d'atteindre des angles de propagation interne proche de 90°. Ainsi, nous avons montré que, dans les verres en Infrasil 301, la susceptibilité Chi( 2 ) créée est localisée dans une fine couche située près de la surface anodique, alors qu'elle existe dans tout le volume d'un verre de Suprasil I. L'étude de la polarisation thermique des fibres optiques a permis de déduire le sens du champ électrique créé dans le matériau. Le dispositif utilisé pour les mesures préfigure le commutateur ou le modulateur tout fibre qui pourrait s'appliquer à la technologie des télécommunications optiques.

"Des études récentes ont montré que les verres à base d'oxyde de tellure présentent des indices non linéaires élevés et que leurs performances sont renforcées, entre autres, par l'ajout d'oxyde de métaux de transition, faisant de ces matériaux des candidats potentiels à des applications "tout optiques" dans le domaine des télécommunications. La découverte d'une génération de seconde harmonique dans les verres pourrait alors favoriser le développement de ces matériaux pour l'intégration dans des systèmes optiques. Dans ce cadre, nous nous sommes intéressés à l'élaboration et aux caractérisations physico-chimiques (structurales et optiques) des verres et vitrocéramiques de composition molaire 84,15% TeO2 – 14,85% WO3 – 2% SbO1,5. Cette composition était particulièrement intéressante pour cette étude puisqu'il a été possible de faire cristalliser des particules de la phase TeO2 γ non centrosymétrique et ayant démontrée des propriétés de doublage de fréquence. Après optimisation des conditions de poling thermique, une forte susceptibilité non linéaire d'ordre deux a été mesurée au sein des verres et vitrocéramiques étudiés. Parallèlement, une étude visant à expliquer l'origine de la non linéarité de second ordre au sein de ces matériaux polés, a été entreprise par spectroscopie Raman et microsonde électronique"
. The increasing interest in materials with non–linear optical properties has been greatly influenced by the important industrial need of " all-optical " devices. Tellurium dioxide-based glasses are very good potential candidates for such applications because of their high linear and non-linear refrative indices. The origin of these properties is attributed to the stereochemical activity of the TeIV atoms. These are very often reinforced when elements d0 such as W6+ are added. Second harmonic generation in bulk thermally poled glasses offers new opportunities in material research and device development for optics. Then, the study was about glasses and glass-ceramics with 84,15% TeO2 – 14,85% WO3 – 2% SbO1,5 molar composition. This composition allows to obtain by heating the crystallisation of the non-centrosymmetric metastable γ-TeO2 phase which presents second harmonic generation. After optimisation of poling conditions, second harmonic signals have been successfully generated for thermally poled glasses and glass-ceramics. Structural and optical characterisations have been undergone before and after poling with the aim of explaining the origin of the second order non-linearity

Reproduction de : Thèse de doctorat : Lasers, Molécules et Rayonnement atmosphérique : Lille 1 : 2005.
N° d'ordre (Lille 1) : 3662. Résumé en français et en anglais. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 219-229. Liste des publications.

Le développement croissant des réseaux de télécommunication de fibre optiques nécessite la mise au point de systèmes optiques intégrés (amplificateurs, switch optique, WDM, DWDM, ...). La découverte de génération de second harmonique dans les verres ouvre de nouvelles perspectives d'application dans le domaine des télécoms. C'est dans ce contexte que nous avons débuté cette thèse par la recherche de nouveaux systèmes vitreux (Nb2O5 – P2O5 – CaO – B2O3 et TeO2 – PbO – P2O5), qui après un traitement de poling présentent une forte susceptibilité non linéaire d'ordre deux. L'étude a porté sur la synthèse, le traitement de poling et les caractérisations physico-chimiques (structurales et optiques) des verres. Une application aux couches minces a été entreprise.