Etude par spectroscopie Raman de la structure des domaines périodiquement polarisés dans le niobate de lithium (PPLN)

Study of the periodically poled lithium niobate (PPLN) domain structure by means of raman spectroscopy

• Auteur / Autrice : Rachid Hammoum
• Direction : Marc Fontana, Patrice Bourson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 10/06/2008
• Etablissement(s) : Metz
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photoniques et Systèmes (Metz)
• Jury : Président / Présidente : Alain Bulou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vladimir Ya Shur, Brice Vincent, Patrick Simon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Niobate de lithium

Phonons

Spectroscopie Raman

Mots clés libres

Phonons optiques

Structures PPLM

Résumé

Les investigations des effets non-linéaires (NL) qui apparaissent dans les cristaux ferroélectriques deviennent de plus en plus approfondies, et au temps présent, les cristaux optiques NL deviennent de plus en plus utilisés pour le développement de nouvelles sources de radiations cohérente visibles, conversion de fréquences, ainsi que la détection et diverses transformations de signaux et d images. Un cristal très représentatif de cette classe de matériaux est le niobate de lithium, LiNbO3 (LN), qui depuis son apparition n a cessé de surprendre en révélant de plus en plus ses propriétés. Dans ce travail nous montrons comment la microsonde Raman peut être utilisée pour la caractérisation des microstructures de domaines ferroélectriques dans du niobate de lithium périodiquement polarisé (PPLN). L intensité Raman de modes transverses et longitudinaux de phonons optiques a été enregistrée au travers des stries des domaines ferroélectriques à la surface et en volume d échantillons en z-cut , congruents ou dopés, dont l origine provient de différentes techniques de fabrications. Le changement des intensités intégrées à travers ces structures de domaines a été attribué à une influence des contraintes mécaniques et partiellement du champ de dépolarisation écranté. Nous montrons ainsi l importance de la spectroscopie Raman et la place réelle qu elle occupe comme technique de caractérisation. Ceci ouvre la voie à de nombreuses applications dans ce champ d études.

The investigations of the nonlinear (NL) effects that appear in ferroelectric crystals are becoming more and deeper. At the present time, the NL optical crystals are more and more used for the development of new coherent sources of visible radiations, frequency conversion, beside the detection and several signals and images transformations. A very representative crystal of this material class is lithium niobate, LiNbO3 (LN), that since its appearance never stop to surprise with revealing more and more its properties. In this work, we show how Raman microprobe can be used for the characterisation of the ferroelectric domain microstructures in periodically poled lithium niobate (PPLN). The Raman intensity of transverse and longitudinal modes of optical phonons was recorded across the stripe ferroelectric domains at the surface of a z-cut congruent PPLN sample. The change of integrated intensity was attributed to the influence of mechanical stresses and partially screened depolarization fields. So, we show the importance of Raman spectroscopy and the real place that it takes as a characterisation technique. This open the way for numerous applications in this field of studies.