Caractérisation non-destructive des phénomènes d’endommagement laser dans les composants optiques

par Alessandra Ciapponi

Thèse de doctorat en Physique et science de la matière. Optique, photonique et traitement d'images

Sous la direction de Jean-Yves Natoli et de Frank Wagner.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    Les composants optiques utilisés dans le domaine de la photonique de puissance sont soumis à des densités d'énergie de plus en plus importantes, ce qui peut conduire à leur endommagement. Les causes de ce phénomène en régime nanoseconde sont le plus souvent liées à l'existence de centres précurseurs de l'endommagement. Une approche destructive, permet d'obtenir des informations sur le seuil de claquage et sur la densité de ces précurseurs. Cependant, cette méthode d'analyse ne peut pas directement fournir des informations sur l'interaction laser-matière et sur la nature des centres précurseurs. Pour obtenir ces informations, il est donc nécessaire d'utiliser des techniques permettant d'analyser le matériau irradié avant la rupture. Le premier diagnostic développé permet de mesurer la luminescence couplée aux tests de tenue au flux. La deuxième technique employée pour la caractérisation des échantillons est la déflection photothermique qui donne accès à l'absorption (non radiative) dans le matériau. Cette étude a été appliquée au cas des cristaux non linéaires de KDP (KH2PO4) et des couches minces optiques de hafnia (HfO2) déposées avec différentes techniques. En combinant l'ensemble des diagnostics sur ces matériaux, il a été possible d'établir des corrélations permettant d'améliorer la compréhension des mécanismes conduisant au claquage.

  • Titre traduit

    Non-destructive characterization of laser-induced damage phenomena in optical materials


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In the domain of high-power photonics, laser-induced damage of optical components is an important limitation for the development of optical systems. In the nano second regime, this phenomenon is caused by the interaction between laser and damage precursors. Two types of characterization are possible in order to understand the underlying mechanisms. First, the well established destructive approach gives us information on the laser-induced damage threshold and on the density of defects. Second, a non-destructive approach that provides information on the interaction between light and matter and on the physical and chemical nature of the damage precursors. The aim of this work is to develop a tool for non-destructive analysis adapted to the phenomenon of laser induced damage. We developed an optical setup for photoluminescence spectroscopy which is integrated in a destructive laser damage setup. A photothermal de ection microscope has also been employed to characterize the samples. These tools are used on KDP crystals and HFO2 optical coatings. Complementary information are obtained by these experiments and correlations with destructive results will be shown.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-128 p .)
  • Annexes : Bibliogr. p. 111-128

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 200072248
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