Polarisation périodique et échange protonique dans le niobate de lithium

Periodic poling and proton exchange in lithium niobate

• Auteur / Autrice : Irène Aboud
• Direction : Marc De Micheli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Électronique, optronique et systèmes
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Nice
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique de la matière condensée (Nice)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Niobate de lithium

Optique non linéaire

Résumé

La technique de Quasi Accord de Phase (QAP) consiste en l'inversion périodique du signe du coefficient non linéaire d'un matériau pour compenser la dispersion. Elle a révolutionné le domaine des conversions de fréquences en permettant de travailler à température ambiante pour n'importe quel couple de longueurs d'onde compris dans la plage de transparence du matériau. Si, en plus, nous réalisons des guides d'onde sur ce matériau, nous obtenons alors des efficacités non linéaires plus grandes que dans le matériau massif, rendant possible la réalisation de composants compacts et économiquement viables tels que de nouvelles sources lasers. Le travail présenté dans ce mémoire est l'étude de l'interaction entre ces deux processus, la réalisation de domaines périodiques et la fabrication des guides d'onde, dans le niobate de lithium (LiNbO3). Le LiNbO3 étant un ferroélectrique, le QAP est obtenu par inversion périodique du signe de la polarisation spontanée Ps. Une grande partie de ce travail a d'abord consisté à monter la manipulation permettant d'obtenir cette polarisation périodique par application d'un champ électrique via des électrodes liquides. Nous avons ainsi pu obtenir une inversion périodique uniforme avec une période de 30 [micro-]mètres. La fabrication des guides d'onde, quant à elle, se fait par diverses techniques d'échange protonique dont certaines (SPE, APE et RPE) modifient peu les paramètres d'inversion. Il est alors possible de polariser les substrats après les avoir utilisés pour réaliser les guides d'onde. Mais elle a également révélé un rôle entièrement nouveau joué par l'échange protonique appelé PE : contrôler la forme des domaines ferroélectriques. Cela ouvre des perspectives très intéressantes pour la réalisation de cristaux polarisés périodiquement présentant de très courtes périodes (< 6 [micro-]mètres).