Caractérisation des phénomènes de transport dans les cristaux d'iodate de lithium (LiIO3) pour la modification de leurs propriétés optiques

par Yannick Mugnier

Thèse de doctorat en Physique expérimentale et instrumentation

Sous la direction de Jacques Bouillot.

Soutenue en 2000

à l'Université Savoie Mont Blanc .


  • Résumé

    Les cristaux d'iodate de lithium possèdent de bonnes propriétés optiques. Le domaine de transparence de ce matériau non ferroélectrique s'étend de l'ultraviolet (0,3 mum) à̧ l'infrarouge (≥ 5 mum) et ses coefficients élévés de susceptibilité non linéaire en font un bon doubleur de fréquence. Les cristaux sont élaborés au laboratoire par évaporation d'une solution aqueuse pour des conditions de croissance bien définies (acidité, température). En vue d'utiliser LiIO3 dans le domaine de l'optique intégrée, ce travail contribue au développement de dispositifs actifs et passifs. Pour toutes les applications d'amplification optique et effets laser, la photoluminescence de cristaux dopés par des ions Cr3+ est d'abord étudiée et montre une bande d'émission comprise entre 760 nm et 1160 nm avec une durée de vie de l'ordre de 6 mus. En ce qui concerne l'aspect guidage optique, tout processus d'élaboration de guides d'ondes est limité par une faible température de transition de phase destructive (environ 510 K). Cette limite étant compatible avec la technique d'échange d'ions, nous avons d'abord caractérisé les phénomènes de transport parallèlement à l'axe optique. A 300 K, la réponse diélectrique est dominée par une relaxation de charges d'espace, induite par une forte conductivité ionique comprise entre 10-7 et 10-5 omega-1. Cm-1 selon les conditions de croissance. L'évolution de cette conductivité, entre 50 K et 450 K, présente différentes énergies d'activation. Une approche théorique microscopique basée sur un mécanisme de diffusion lacunaire permet alors de relier ces énergies aux concentrations, taille et valence des impuretés incorporées au cours de la croissance. Enfin, l'échange d'ions entre les cristaux et un bain de sel fondu (Fe(NO3)3-9H2O) permet d'augmenter les indices de surface du matériau. Des guides d'ondes sont ainsi obtenus avec des concentrations en ions probablement très supérieures à celles permises par la croissance.

  • Titre traduit

    Characterization of transport phenomena i lithium iodate crystals (LiIO3) for the modification of their optical properties


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Informations

  • Détails : 1 vol. (166 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr. (191 réf.)

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