Etude expérimentale et théorique des ions Cr4+ et Mn5+ dans des cristaux à potentialité laser

par Ferhat Deghoul

Thèse de doctorat en Sciences. Physique

Sous la direction de Henry Chermette et de Richard Moncorgé.

Soutenue en 1997

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Henry Chermette, Richard Moncorgé.

mots clés

• Manganèse
• Chrome
• Ions de métaux de transition
• Théorie de la fonctionnelle de densité
• Chimie des états excités

Résumé

Notre travail constitue une etude experimentale et theorique des proprietes spectroscopiques des ions cr#4#+ et mn#5#+ dans un environnement cristallin de symetrie tetraedrique ou quasi-tetraedrique. Ces ions en se substituant a des ions de taille analogue dans des sites tetraedriques donnent une luminescence dans le proche infrarouge. Dans le volet experimental, la spectroscopie de base (absorption, emission, declins de fluorescence) de quelques systemes dopes cr#4#+ ou mn#5#+ est rappelee lu#3al#5o#1#2 et (sr, ca)gd#4(sio#4)#3o dopes cr#4#+ et sr#5(vo#4)#3f dope mn#5#+ avec une interpretation selon les diagrammes de tanabe-sugano. Une part importante de cette etude experimentale est consacree a l'etude du phenomene d'absorption dans l'etat excite pour les systemes linbgeo#5 et lu#3al#5o#1#2 dopes cr#4#+ et sr#5(vo#4)#3f dope mn#5#+. Une etude du phenomene de la saturation d'absorption du systeme lu#3al#5o#1#2 dope cr#4#+ pour le declenchement passif d'un laser yag : nd a 1. 06 m est egalement realisee. La partie theorique est consacree a l'application de la methode de la fonctionnelle de la densite (dft) pour calculer les energies des transitions mises en jeu dans les cristaux dopes etudies experimentalement et modelises par les deux agregats tetraedriques (cro#4)#4#- et (mno#4)#3#-. Nous avons en particulier etudie l'influence de la distance metal-ligand ainsi que la distorsion angulaire par rapport a un tetraedre parfait, sur les energies des deux premiers etats excites (#1e(e#2) et #3t#2(et#2)) des deux complexes precedents.

Titre traduit

Experimental and theoritical study of cr#4#+ and mn#5#+ ions in laser crystals

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