Caracteristiques spectroscopiques et emission laser de l'ion tm 3 + a 1. 5 microns dans les fluorures

par ALAIN BRAUD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Louis Doualan.

Soutenue en 1999

à Caen .

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  • Résumé

    Ce travail est consacre a l'etude detaillee des proprietes spectroscopiques de l'ion tm 3 + en tant que dopant actif dans des cristaux de fluorures (ky 3f 1 0, liyf 4, liluf 4 et bay 2f 8) utilises pour une emission laser a 1. 5 microns. Apres une breve description des techniques de synthese des monocristaux de fluorures, le premier chapitre presente l'effet du champ cristallin sur l'ion dopant tm 3 + dans le cadre du modele des charges ponctuelles pour les matrices cristallines considerees. Une presentation succincte du formalisme de judd-ofelt et de son application au cas de l'ion tm 3 + est ensuite exposee. Enfin, une etude comparative est menee entre les resultats des differentes methodes de calibrage en section efficace (methodes de fuchtbauer-ladenburg et de reciprocite) des spectres d'emission de l'ion tm 3 +. Le second chapitre rappelle les principaux modeles utilises pour decrire les transferts d'energie entre les ions dans les solides. Il debute par une description des transferts d'energie a l'echelle microscopique, puis a l'echelle macroscopique, en negligeant d'abord la migration de l'energie entre les ions, puis en l'incluant. Les chapitres iii et iv sont consacres a l'etude des codopages (tm 3 +, tb 3 +) et (tm 3 +, eu 3 +) puis (tm 3 +, yb 3 +) pour optimiser l'effet laser autour de 1. 5 microns. Les transferts d'energie les plus importants, notamment par upconversion, sont dans chaque cas identifies et quantifies experimentalement. L'evolution du seuil de l'emission laser ou du gain associe a la transition consideree est modelisee en fonction de la concentration en ions dopants a partir des modeles de transferts d'energie presentes au chapitre ii. Enfin, le chapitre v presente les differentes experiences laser realisees sur des monocristaux de liyf 4 codopes (tm 3 +, tb 3 +) et (tm 3 +, yb 3 +). Un accord tres satisfaisant est obtenu entre les performances laser (seuil et rendement differentiel) mesurees experimentalement et les valeurs theoriques determinees a l'aide de modelisations reposant sur les resultats des chapitres iii et iv.

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Informations

  • Détails : 280 p.
  • Annexes : 167 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Disponible pour le PEB
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