Generation optoelectronique d'impulsions electromagnetiques ultra-courtes ; applications a la spectroscopie thz

par FREDERIC GARET

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Louis Coutaz.

Soutenue en 1997

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Nous presentons la construction et l'utilisation d'une experience de spectroscopie terahertz pour la caracterisation de materiaux dans le domaine sub-millimetrique, les mesures etant realisees dans le domaine temporel. Dans une premiere partie, nous decrivons tout d'abord l'experience dediee a la generation et a la mesure d'impulsions electromagnetiques (em) ultracourtes. Nous employons des photocommutateurs sur substrat de lt-gaas excites par une impulsion laser de 100 fs de duree, et utilises comme dipole de hertz. Nous obtenons ainsi des impulsions em de durees voisines de la picoseconde et dont les spectres s'etendent de quelques dizaines de ghz a plus de 2 thz. Pour caracteriser un materiau, ce dernier est positionne entre les antennes emettrice et receptrice. On mesure ainsi sa fonction de transfert temporelle. Par transformee de fourier numerique, on calcule son coefficient de transmission frequentiel, dont on deduit l'indice de refraction et l'absorption intrinseque du materiau. Nous presentons des resultats de caracterisation pour differents cas rencontres en pratique : echantillons optiquement epais, fins (dont les films minces sur un substrat), materiaux anisotropes. Pour traiter tous ces cas, nous proposons une methode originale d'extraction des parametres materiaux. Nous montrons aussi que l'epaisseur precise des echantillons peut etre simultanement deduite de ces mesures. Cette technique peut aussi etre utilisee pour une etude dynamique de materiaux. Nous avons construit une experience pompe (optique) - sonde (thz). Nous avons teste plusieurs materiaux semi-conducteurs, et compare les resultats avec ceux obtenus avec une experience pompe - sonde tout optique. Nous analysons ces resultats, en particulier pour des echantillons de semi-conducteurs iii-v.


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  • Détails : 175 P.
  • Annexes : 112 REF.

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