Proprietes optiques non lineaires de polymeres polarises : etude de la dispersion chromatique de leurs coefficients electro-optiques par modulation de la reflectivite

par GREGORY GADRET

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Alain Brun.

Soutenue en 1993

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Ce memoire traite de l'etude des proprietes optiques lineaires et non lineaires (effets pockels et kerr) de films minces organiques polarises destines a la modulation electro-optique en configuration guidee. Ces films sont constitues d'une matrice polymerique amorphe et transparente dans le visible et le proche infrarouge. On y incorpore des chromophores possedant un fort moment dipolaire permanent ainsi que de larges susceptibilites optiques microscopiques quadratiques et cubiques. On profite du moment dipolaire des chromophores pour les orienter perpendiculairement au plan du film, par application d'un fort champ electrique statique. La centrosymetrie est ainsi rompue, conferant au materiau des proprietes electro-optiques. Nous avons etudie plusieurs categories de films dans lesquels les chromophores sont soit simplement dissous, soit greffes chimiquement a la matrice par plusieurs types de liaisons chimiques. Le type de greffage decide en grande partie de la stabilite temporelle de la structure orientee. Le materiau tend en effet a retrouver sa centrosymmetrie a cause de l'interaction dipolaire. Les proprietes optiques lineaires etudiees sont les indices complexes et leur dispersion ainsi que les pertes par propagation. On etudie d'autre part les non-linearites quadratiques par generation de second harmonique. Une correlation est etablie entre les proprietes lineaires et non lineaires d'une part et les variations de la bande d'absorption principale consecutives a la polarisation d'autre part. Les coefficients electro-optiques sont mesures directement a l'aide d'une technique nouvelle, basee sur la modulation de la reflectivite electriquement induite sur un echantillon multicouches dont une est le polymere actif. Les resultats sont interpretables simplement en dehors de la bande d'absorption du polymere, mais l'elaboration d'une theorie rigoureuse, basee sur la theorie de la reflexion sur un systeme stratifie anisotrope est necessaire des que l'absorption devient importante. Le grand interet de cette technique reside dans la possibilite de mesurer les coefficients electro-optiques quadratiques et cubiques dans toute la bande d'absorption du materiau, ce qui est en general impossible avec les techniques mises au point precedemment. La mesure de la dispersion chromatique de ces coefficients et l'ajustement a la theorie permettent de determiner la difference de moment dipolaire entre l'etat de base et le premier etat excite du chromophore. On en deduit l'ordre de grandeur de la valeur hors resonance de la susceptibilite quadratique pockels


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Informations

  • Détails : 148 P.
  • Annexes : 84 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-011456
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