Etude théorique et expérimentale de l'holographie intracavite

par Ludivine Menez

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Robert Frey.

Soutenue en 2001

à Paris, ENST .

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Résumé

L'utilisation des techniques holographiques pour le traitement optique de l'information est souvent limitée par les performances insuffisantes des dispositifs existants. L'holographie intracavite peut considérablement améliorer ces propriétés. Ce travail a porté sur l'étude théorique et expérimentale des propriétés diffractives d'un réseau d'indice inséré dans un résonateur de fabry-perot (réseau d'indice intracavite). Ceci a conduit à l'élaboration d'un modèle analytique. La diffraction sur un réseau d'indice intracavite épais y est décrite et comparée à celle sur un réseau de bragg hors cavité. Nous étudions en particulier la diffraction d'une onde en résonance simultanée avec la cavité de fabry-perot et avec le réseau de bragg. La supériorité du dispositif intracavite en termes d'efficacité de diffraction, de sélectivité et de rapport signal sur bruit est démontrée. La configuration la plus favorable est celle d'un résonateur de miroir arrière parfaitement réfléchissant. Compte tenu des résultats théoriques prometteurs, un dispositif expérimental a été conçu, afin de prouver la faisabilité du concept et de valider le modèle analytique. Le milieu non-linéaire support du réseau est un liquide : son épaisseur peut être ajustée pour faire coïncider les résonances de bragg et de fabry-perot. Le réseau est inscrit optiquement, par absorption de la figure d'interference de deux impulsions. La diffraction d'un faisceau continu, au voisinage de la résonance de bragg, est analysée pour remonter aux propriétés du réseau. La comparaison avec le réseau de bragg hors cavité montre l'apport significatif du au résonateur. Ces résultats expérimentaux sont en très bon accord avec les calculs numériques issus du modèle. Enfin, nous revenons sur le critère de distinction entre réseaux minces et réseaux épais dans le cas de réseaux intracavite. Nous établissons que le seuil en épaisseur au-delà duquel un réseau est épais est nettement abaisse lorsqu'on l'inséré en cavité de fabry-perot.

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