Applications of imaging techniques for the measurement of nonlinear coefficients of infrared glasses

• Auteur / Autrice : Sudmir Cherukulappurath
• Direction : Georges Boudebs
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des propriétés optiques des matériaux et applications (Université d'Angers)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés optiques

Chalcogénures

Optique non linéaire

Résumé

Nous présentons une technique simple basée sur un système 4f pour caractériser des non linéarités. Nous montrons qu'il est possible de caractériser les non linéarités en analysant le profil d'intensité de l'image après un filtrage non linéaire induit dans le matériau placé dans le plan Fourier du montage. Les acquisitions expérimentales sont ajustée à l'aide d'un modèle théorique utilisant l'optique de Fourier pour obtenir les coefficients non linéaires. Parmi les avantages de cette méthode on compte un montage optique simple et une bonne sensibilité comparable aux autres techniques. D'autre part, en ajoutant un objet phase a l'entrée du système 4f, il est possible d'extraire le signe de l'indice de réfraction non linéaire. Différentes compositions des verres en chalcogénures ont été étudiées et caractérisées pour leurs propriétés linéaires et non linéaires.

We present a simple technique based on a 4f coherent optical imaging system to characterize nonlinearities. We show that it is possible to characterize the nonlinearities by analyzing the intensity profile of the image after nonlinear filtering through the material under study in the Fourier plane of the set up. The experimental acquisitions are fitted by a simple theoretical model based on Fourier optics to obtain the nonlinear coefficient. The advantages of this method include simple optical setup, few-laser shots inside the material and a sensitivity comparable to other techniques. Further, by adding a phase object at the entry of the 4f system, it is possible to extract the sign and magnitude of the nonlinear optical refractive index of the material with only one intense laser shot and the sensitivity of the measurement can be increased. Several different compositions of chalcogenide glasses were studied and characterized for their linear and nonlinear properties.