Etude des modes de vibration actifs en effet Raman et en infra-rouge, dans différents échantillons de quartz naturel ou synthétique

par Mireille Chapet-Rousseau

Thèse de doctorat en Sciences Physiques

Sous la direction de Suzanne Laval.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Michel Sauzade.

mots clés

• Réseaux cristallins
• Lasers
• Polaritons

Résumé

Ce mémoire est consacré à la comparaison des caractéristiques des modes de vibration de différents types d'échantillons de quartz. La technique expérimentale utilisée est de type hétérodyne; elle dérive de l'effet Raman stimulé et nécessite deux faisceaux lumineux cohérents, de puissances comparables, dont l'un, au moins, est de fréquence variable. Différents lasers et les systèmes de détection correspondants ont été mis au point pour cette étude. D'un point de vue théorique, l'interaction stimulée des deux faisceaux a été modélise aussi bien pour des échantillons massifs qu'en lames minces; ceci suppose une revue préalable des modes de vibration d'un cristal, couplés ou non à une onde électromagnétique, pour des cristaux isotropes ou uniaxes. Les résultats expérimentaux font apparaître des écarts de propriétés entre cristaux d'origines différentes; ils mettent en évidence l'influence des contraintes sur les modes de vibration que l'on peut exciter dans une lame mince.

Titre traduit

Vibration modes activated by raman effect and infrared for different samples of natural and synthetic quartz

Résumé

In this work, vibration mode parameters are compared for different samples of quartz. The experimental method, derived from stimulated Raman effect, needs two coherent light beams, one of which is frequency tunable. So, several lasers and the corresponding data acquisition and processing systems have been tested. From a theoretical point of view, vibration modes of a cristal have been reviewed in isotropic crystals or anisotropic ones as well, for bulk samples or slabs; coupling with an electromagnetic wave have been taken into account when necessary. The stimulated interaction between the two incident light beams have been calculated. The experimental results make evident the variations of vibration mode parameters from one sample to another; they point out the perturbations induced by mechanical stresses, in the vibration modes which are excited in a crystalline slab.