Etude des propriétés optiques non linéaires dans les verres : cas du système Na₂O-TiO₂-P₂O₅

Study of nonlinear optical properties of glasses : example of the Na2O-TiO2-P2O5 system

• Auteur / Autrice : Claire Duchesne
• Direction : Gilles Le Flem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie du solide. Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Paul Hagenmuller
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Le Flem, Paul Hagenmuller, Georges Boulon, Michel Tournoux, Patricia Segonds, André Ducasse, Jean Étourneau, Roland Levy, Roger Léon Olazcuaga, Michel Pouchard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Georges Boulon, Michel Tournoux, Patricia Segonds

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux optiques

Polarisabilité (électricité)

Spectroscopie d'absorption

Kerr, Effet

Réfractométrie

Optique non linéaire

Résumé

L'accès aux propriétés optiques non linéaires de matériaux tels que les verres minéraux ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine du transport de l'information par fibre optique, voire dans celui de la commutation optique fonctionnant avec des temps de réponse tres brefs (domaine de la subpicoseconde). Concrètement, leur potentialité peut être estimée par une figure de mérite F, expression d'un compromis qui doit être trouvé entre la nécessité d' accroitre la vitesse et l'amplitude de changement d'indice de réfraction et l'obligation d'atténuer la variation thermique de l'indice due à l'échauffement du matériau que provoque l'intensite du faisceau lumineux. Une analyse des critères de choix des matériaux nous a conduit à centrer cette première étude sur des verres du systeme Na2O-TiO2-P2O5. Les résultats peuvent s'analyser en terme de reconnaissance des entités structurales se formant dans les verres et de performances obtenues sur le plan des non linéarites optiques: l'analyse structurale des verres effectuée essentiellement par spectroscopie d'absorption des rayons X a conduit à l'identification des entités hyperpolarisables à l'origine des propriétés non linéaires, à savoir les groupements TiO5 ; les valeurs des indices non linéaires se situent un peu au-dessous de celles des verres contenant des ions lourds. En revanche, l'absence de tels constituants a permis d'accroitre considérablement les facteurs de mérite. De ce point de vue, ces phosphates se placent sans doute en tête par rapport à tous les résultats publiés à ce jour. Enfin, la pertinence des valeurs expérimentales des indices linéaires et non linéaires a pu être mise en évidence par une tentative de modélisation. Cette approche repose sur le modèle de M. E. Lines qui a décrit la réponse électronique d'un cristal sous l'effet d'une perturbation électromagnetique en terme de processus interionique par une analyse de la liaison anion-cation.