Les oxoborates de calcium et de terres rares (tr) ca 4tro(bo 3) 3. Une nouvelle famille de materiaux a fonctions multiples pour l'optique : croissance cristalline, proprietes non lineaires et laser

par FREDERIC MOUGEL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Daniel Vivien.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

L'objet de ce memoire est l'etude d'une nouvelle famille de materiaux pour l'optique non lineaire ca 4tro(bo 3) 3 (ou tr designe les lanthanides ou l'yttrium). Les proprietes non lineaires d'ordre 2 pour les composes gdcob (ca 4gdo(bo 3) 3) et ycob (ca 4yo(bo 3) 3) ont ete caracterisees. Elles sont comparables a celles des borates non lineaires commercialises (bbo, lbo). La croissance par la technique czochralski de ces materiaux permet leur elaboration sous forme de monocristaux de grandes dimensions (diametre 50 mm, longueur 100 a 120 mm) et de bonne qualite optique. De plus ces composes sont non hygroscopiques. Des ions lanthanides luminescents (neodyme ou ytterbium) ont ete inseres dans ces matrices et des monocristaux ont ete elabores. L'etude des proprietes optiques de ces materiaux a conduit a la mise en evidence de l'effet laser dans l'infrarouge (vers 1060 nm) pour la matrice gdcob dopee par l'ion nd 3 + ou yb 3 + et pour la matrice ycob dopee par l'ion nd 3 + aussi bien en pompage par laser saphir dope au titane qu'en pompage par diode laser. Enfin, nous avons pu combiner les proprietes laser et non lineaires dans ces materiaux afin de realiser des sources laser continues visibles (bleues et vertes) par autodoublage de frequence ou autosomme de frequences. Les performances obtenues alliees a la possibilites de croissance en grandes dimensions ouvrent la voie a la fabrication collective de microlasers.

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