Proprietes optiques non-lineaires induites par absorption a deux photons. Un semi-conducteur type : le sulfure de cadmium

Two-photon absorption induced optical nonlinear properties in the femtosecond regime. Cadmium sulfide: a model semiconductor

• Auteur / Autrice : JEAN-FREDERIC LAMI
• Direction : Charles Hirlimann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Quelques proprietes optiques non-lineaires induites par absorption a deux photons sont etudiees au travers des parties reelle et imaginaire de l'indice de refraction non-lineaire complexe du sulfure de cadmium. L'ensemble des experiences presentees est realise en regime femtoseconde. Des elements d'optique impulsionnelle et concernant les variations photo-induites de l'indice de refraction sont presentes. La mesure du temps de thermalisation des porteurs photo-crees par absorption a deux photons, la defocalisation se produisant dans l'echantillon et la brievete des impulsions lumineuses utilisees ont permis la premiere observation de la saturation inter-bande de l'absorption a deux photons. Il a ete egalement montre que la photoluminescence induite par absorption a deux photons est emise a partir de niveaux electroniques localises sous la bande de conduction et lies a la bande de valence a du sulfure de cadmium. Son caractere stimule a ete mis en evidence. La dynamique du gain optique a ete observee a l'aide d'une experience en configuration pompe-sonde non-degenerees. La propagation non-lineaire d'impulsions lumineuses dans le sulfure de cadmium a aussi ete abordee, tant d'un point de vue experimental que du point de vue de la modelisation. La valeur absolue et le signe de l'indice de refraction non-lineaire reel ont ete mesures par modulation de phase croisee. La premiere observation dynamique de l'auto-raidissement a ete obtenue, ainsi que la mise en evidence d'un phenomene d'auto-compression temporelle. La modelisation permet de predire une propagation de type soliton dans le materiau. Ces travaux ont permis la verification experimentale de phenomenes physiques predits theoriquement et encore jamais observes. Ils completent egalement la comprehension generale dans les domaines de la generation d'impulsions lumineuses ultra-breves dans le vert et de la propagation non-lineaire d'impulsions dans un materiau