Effets d'interface et de volume dans le processus des pertes optiques dans les structures planaires multicouches : application à la diffision piégée et aux cavités luminescentes

Interface and bulk effects in optical losses within multilayer optics - application to embedded scattering and luminescent cavities

• Auteur / Autrice : Sophie Maure
• Direction : Claude Amra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique. Composants électroniques et optoélectroniques
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lumière -- Diffusion

Propriétés optiques

Couches minces

Résumé

Nous etudions l'origine des pertes par diffusion lumineuse dans les empilements de couches minces a faibles pertes, obtenus par depot assiste par faisceau d'ions (iad) ou par plasma (ion plating). La technique du taux de polarisation angulaire de la lumiere diffuse permet de separer les effets d'interface des effets volumiques caracteristiques des proprietes intrinseques des materiaux en couches minces. La methode est testee et validee pour des niveaux de diffusion superieurs a 10#-#5 du flxu incident, puis etendue a de plus faibles niveaux. L'etude revele quelques anomalies et conduit a analyser en detail la diffusion due a la presence de defauts localises dans les empilements. A ces faibles niveaux, cette diffusion peut etre predominante. Afin de detecter un effet volumique supplementaire, nous etudions les resonances electromagnetiques dans les empilements dielectriques en reflexion totale. Les resultats experimentaux montrent un accroissement des pertes optiques (diffusion et absorption) a la resonance. L'ensemble de ces resultats est utilise pour determiner l'amplification reelle du champ electromagnetique dans l'empilement. On montre comment la diffusion induit la presence de m-lines secondaires. La derniere partie de ce travail est consacree a l'etude du bilan energetique dans une cavite planaire multicouche. Une theorie electromagnetique rigoureuse, ne faisant pas appel aux theories modales, est presentee. Elle permet le calcul du bilan energetique a l'aide d'un unique continuum et s'applique a des cavites transparentes ou dissipatives, comportant tous types de sources localisees aux interfaces ou dans le volume des couches. D'un point de vue electromagnetique, on montre que ce probleme est equivalent au probleme de la diffusion par des rugosites ou des inhomogeneites de volume. Ainsi, cette theorie est appliquee au cas de la diffusion piegee dans les empilements, resultant d'un couplage par rugosite et propagee par les modes guides. Les resultats montrent la predominance d'une absorption induite par rugosite