Thèse soutenue

Sources paramétriques optiques innovantes à base de semiconducteurs isotropes
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Auteur / Autrice : Myriam Raybaut
Direction : Claude Fabre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Résumé

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Diverses applications, telles que la détection de polluants ou neurotoxiques, nécessitent de disposer de sources optiques accordables intenses dans l’infrarouge (IR) moyen (8–12 µm). Une voie bien adaptée pour répondre à ces besoins est d’utiliser l’optique non linéaire pour convertir vers l’IR moyen le rayonnement d’un laser émettant dans l’IR proche. Cependant, les matériaux non linéaires usuels ne peuvent être utilisés pour la bande 8–12 µm car ils absorbent au-delà de 4 µm. Afin de s’affranchir de cette limitation, nous étudions ici l’utilisation des semiconducteurs isotropes comme matériaux non linéaires alternatifs. En effet, ces matériaux (GaAs, ZnSe, etc. ) présentent de forts coefficients non linéaires, et sont transparents dans l’IR moyen. Comme ces matériaux sont isotropes, des techniques de quasi-accord de phase doivent être mises en place pour une conversion non linéaire efficace. La technique choisie ici est celle de la biréfringence de Fresnel. Nous avons étudié cette technique aussi bien d’un point de vue expérimental par des expériences de différence de fréquences dans GaAs entre deux faisceaux proche IR accordables (~1,9 µm et 2,4 µm), que d’un point de vue théorique par le développement de nouveaux modèles prenant en compte tous les processus linéaire et non linéaire intrinsèques à la biréfringence de Fresnel. Enfin, cette technique d’accord de phase a été appliquée à l’auto-différence de fréquences dans les lasers ZnSe:Cr afin de générer une onde IR moyen à partir d’un faisceau pompe unique. L’onde à 10 µm est alors générée par différence de fréquences entre l’onde pompe à 1,9 µm et l’onde laser émise par les ions Cr2+ autour de 2,3 µm.