Polarisation thermique et microstructuration planaire de propriétés optiques non linéaires du second ordre dans des matériaux vitreux : etude des verres NaPO3 – Na2B4O7 – Nb2O5

par Aurélien Delestre

Thèse de doctorat en Physico-Chimie de la Matière Condensée

Sous la direction de Vincent Rodriguez et de Evelyne Fargin.

Le président du jury était Mario Maglione.

Le jury était composé de Maggy Dutreilh-Colas.

Les rapporteurs étaient Annie Pradel, Frédéric Smektala.


  • Résumé

    Le développement des technologies optiques dans le domaine de la communication engendre un intérêt pour les matériaux présentant des propriétés non linéaires. Le matériau idéal doit combiner un coefficient non linéaire élevé, de bonnes propriétés optiques et un faible coût de fabrication. Les matériaux vitreux restent de bons candidats pour ce type d’application. La polarisation thermique permet de générer ce genre de propriétés dans les verres. En effet, à des températures de l’ordre de 300°C, l’application d’un champ électrique provoque la migration d’ions mobiles dans le matériau depuis l’anode vers la cathode. Une zone de déplétion en surface est ainsi créée donnant naissance à un champ électrique enterré. En combinant une technique de dépôt métallique, une irradiation laser et l’application d’un champ électrique (poling), il devient possible de réaliser des architectures complexes de migration et d’obtenir ainsi des propriétés optiques non linéaires structurées.

  • Titre traduit

    Thermal poling and planar second order nonlinear optical properties microstructuring in glasses : study of glasses NaPO3 – Na2B4O7 – Nb2O5


  • Résumé

    Optical technologies development for communication has triggered a real interest about materials with nonlinear properties. The ideal material should combine a high nonlinear coefficient, good optical properties and a low production cost. Glasses remain very good materials for this kind of applications.Thermal poling is now well known for breaking glasses natural centro-symmetry and inducing second order nonlinearities. Indeed, at temperatures close to 300°C, the application of an electric field induces mobile ions migration from the anode to the cathode.In that case, the space charge created during the poling process generates an efficient macroscopic electrostatic field trapped under the anodic surface of the glass.The combination of silver deposition, femtosecond laser irradiation and thermal poling has been successfully used to realize a complex architecture of ionic migration leading to structuring of second order nonlinear properties at the microscopic scale.


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