Etude de la diffusion optique non lineaire et de sa contribution a la limitation

par VALERIE JOUDRIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Christos Flytzanis.

Soutenue en 1998

à l'EP .

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  • Résumé

    Les protections de systemes d'observation dites auto-activees utilisent les proprietes optiques non lineaires de la matiere pour limiter l'intensite transmise par le systeme, lors d'impulsions laser intenses nanosecondes. Parmi les principaux effets de l'interaction matiere-rayonnement utiles a cette limitation, se trouve une propriete encore peu utilisee dans ce domaine d'application : la diffusion optique non lineaire. La presente etude a pour objet l'elaboration et la caracterisation, a la fois experimentale et theorique, d'un nouveau type de materiau utilisant, pour la protection, la diffusion par desadaptation d'indice. Le principe repose en effet sur un materiau constitue de deux composants (ici un milieu contenant des particules spheriques en inclusion) rendus optiquement homogenes par accord d'indice, et devenant diffusant du fait des non linearites induites a haute energie. Experimentalement, apres la synthese chimique du materiau, l'etude de la limitation a proprement parler permet de montrer la diffusion non lineaire a l'origine de l'effet observe. Des experiences supplementaires viennent ensuite completer la caracterisation de cette diffusion. Ainsi, la mesure des lobes de diffusion definit la repartition spatiale de l'energie diffusee. Une experience utilisant une sphere integrante permet l'estimation de la quantite totale d'energie perdue par diffusion. Enfin, la dynamique des differents phenomenes mis en jeu dans le processus de diffusion non lineaire est determinee au moyen d'une experience pompe-sonde. Un modele theorique simple de la propagation en regime non lineaire a ete developpe. Il permet de simuler l'influence sur la limitation des parametres constituant le materiau (notamment lorsqu'elle est maximale), mais surtout d'avoir une premiere estimation des non-linearites suscitees, par confrontation avec les resultats experimentaux obtenus. D'autres verifications theoriques indispensables viennent ensuite completer cette evaluation, suivie par l'interpretation des lobes de diffusion et des resultats de la sphere integrante. Dans tous les cas, ils permettent d'etablir de nouvelles hypotheses sur l'origine des non-linearites presentes, en quantifiant l'importance relative des differents phenomenes mis en jeu dans le processus de diffusion non lineaire.


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  • Détails : 191 P.
  • Annexes : 64 REF.

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