Thèse soutenue

Synthèse et étude optique de cristaux dopés Dy3+ et codopés Tm3+ et Yb3+ pour applications laser dans le moyen infrarouge
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Auteur / Autrice : Pierre-Yves Tigréat
Direction : Richard Moncorgé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Milieux dilués et optique fondamentale
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Caen

Résumé

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L'objectif de ce travail était de fabriquer et d'étudier les propriétés optiques de cristaux à basse énergie de phonon quand ils sont dopés avec l'ion Dy3+ et codopés avec l'ion Tm3+ ou Yb3+ en vue de l'élaboration d'une source laser émettant dans le proche ou moyen infrarouge. La première partie de l'étude (chapitre I) est d'abord consacrée à la cristallogenèse des matériaux. Deux types de fluorures, LiYF4 et KY3F10, sont ainsi fabriqués à l'aide de la technique de tirage Czochralski, tandis que deux fours de cristallogenèse basés sur la technique Bridgman-Stockbarger (chapitre I) sont montés parallèlement et mis en oeuvre pour synthétiser deux autres types de cristaux, CsCdBr3 et KPb2Cl5. L'étude des propriétés spectroscopiques de l'ion Dy3+ dans les différents matériaux monodopés (chapitre II) débute par la détermination théorique et expérimentale de laposition de tous les niveaux d'énergie. Elle se poursuit par la détermination des principaux paramètres utiles à l'estimation du rendement quantique des transitions optiques étudiées, et les spectres d'émission enregistrés entre 800 et 4300 nm sont enfin calibrés en sections efficaces. L'étude des dynamiques de fluorescence de ces mêmes cristaux (chapitre III) montre que l'utilisation d'un sensibilisateur Tm3+ ou Yb3+ est indispensable pour absorber l'énergie de pompage optique et pour espérer obtenir un fonctionnement laser de l'ion Dy3+ à 2. 8 ou à 4. 3 mu m.