Non-linéarités optiques des verres dopés par cristallités de semi-conducteur en régime de confinement fort : mécanismes et dynamique / Marie-Claire Schanne-Klein ; sous la direction de Daniel Ricard

Nonlinear optics of semiconductor doped glasses in the strong confinement regime : mechanisms and dynamics

• Auteur / Autrice : Marie-Claire Schanne-Klein
• Direction : DANIEL RICARD
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique non linéaire

Verre

Résumé

Ce travail porte sur les non-linearites optiques des verres dopes par cristallites de cdsse, d'un rayon inferieur au rayon de bohr de l'exciton du semi-conducteur massif. La structure electronique de ces puits quantiques spheriques a trois dimensions est etudiee theoriquement en tenant compte de la degenerescence de la bande de valence, et observee experimentalement par des spectres d'absorption et de luminescence; le confinement fait apparaitre des niveaux d'energie discrets, fonction de la taille des nanocristaux. Une approche theorique de leur structure vibrationnelle et des experiences de diffusion raman spontanee resonnante permettent de montrer que le couplage electron-phonon optique polaire ne depend pas de la taille et est assez faible. Enfin, les non-linearites sont abordees par des experiences d'absorption non lineaire et de conjugaison de phase en melange a quatre ondes degenerees en frequence, resolues en frequence et en temps grace a notre laser a colorant a reseau de gain transitoire. Nous montrons notamment que le rapport de la susceptibilite non lineaire sur le coefficent d'absorption, caracteristique de la qualite d'un milieu pour d'eventuelles applications dans des dispositifs d'optoelectronique, ne depend pas de la taille des cristallites. La confrontation des differents resultats experimentaux aux previsions theoriques, etayee par des modelisations numeriques, permet de determiner la nature des porteurs photoexcites et l'origine physique des non-linearites optiques de ces milieux. Celles-ci ont une composante resonante provenant de la saturation des systemes a deux niveaux formes par les premieres transitions electroniques et impliquant sans doute aussi des etats localises a la surface des cristallites, ainsi qu'une composante non resonante provenant de la contribution des porteurs pieges profondement dans la bande interdite du semi-conducteur, certainement par effet kerr statique.