Simulation de l'effet photorefractif dans le titanate de baryum a l'aide d'un modele a plusieurs niveaux photo-excitables : application aux fortes modulations et aux regimes transitoires

par MALICK KEITA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de PIERRE JULLIEN.

Soutenue en 1997

à Dijon .

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  • Résumé

    L'effet photorefractif est tres important dans le titanate de baryum (batio#3) en raison de la forte valeur de ses coefficients electro-optiques. Une bonne comprehension de la modulation d'indice est necessaire a l'utilisation optimale des cristaux. Pour interpreter les resultats mieux que les modeles existant puis etudier les fortes modulations ainsi que les regimes transitoires, un modele est developpe et resolu numeriquement. Ce modele comporte deux niveaux photo-excitables qui peuvent etre lies ou independants et un niveau compensateur. Toutes les transitions entre les niveaux d'impuretes et les bandes de valence et de conduction ainsi que tous les mecanismes classiques de deplacement sont envisages. Un decoupage en tranches suivant l'epaisseur du cristal permet de prendre en compte la variation de modulation due a la depletion des faisceaux. Chaque tranche est divisee longitudinalement en cellules pour tenir compte de la periodicite de l'eclairement. En regime transitoire, le programme adapte le pas temporel en fonction des caracteristiques experimentales. La validite des techniques de resolution est verifiee en comparant les resultats numeriques avec les solutions analytiques lorsque celles-ci sont accessibles. Les resultats numeriques montrent que pour un taux de modulation initial faible, le coefficient d'amplification varie supralineairement avec l'epaisseur du cristal alors que pour un taux initial eleve, le transfert d'energie se fait essentiellement sur les premieres tranches. Le modele le plus probable pour batio#3 est choisi en comparant les courbes experimentales et numeriques en faibles taux de modulation. Les ajustements, qui donnent de bons accords avec des parametres vraisemblables, montrent qu'il faut deux niveaux photo-excitables dependants. Les valeurs des charges relatives des ions des niveaux d'impuretes ne sont pas determinantes. En utilisant le modele defini precedemment, l'effet photorefractif du titanate de baryum en forte modulation est simule. Les allures generales des courbes sont semblables a celles qu'on observe en faibles taux de modulation. Cependant la variation du coefficient d'amplification avec l'angle d'incidence presente une dissymetrie et la saturation avec l'eclairement est plus lente que pour les faibles taux de modulation


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  • Annexes : 83 REF.

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