Guides d'onde dopés praséodyme réalisés par échange ionique pour émission laser dans le visible

Praseodymium doped ZBLA waveguides obtained by ionic exchange for visible emission

• Auteur / Autrice : Mélinda Olivier
• Direction : Virginie Nazabal, Patrice Camy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Praséodyme

Spectroscopie

Lasers

Échange d'ions

Verre

Terres rares

Résumé

Le développement de nouvelles technologies pour l'affichage et la vidéoprojection est au coeur des recherches actuelles. Les sources lasers RGB (Red-Green-Blue) apparaissent comme la solution la plus prometteuse. La miniaturisation de telles sources est un défi maislaisse entrevoir de nombreuses applications. Ce travail de thèse s'inscrit à l'interface de ces deux problématiques : la réalisation d'une source laser RGB efficace à partir d'un unique matériau dans l'optique de re��duire les coûtsde fabrication, et la miniaturisation de cette source par le développement de guides d'ondes microstructurés, assurant ainsi son intégrabilité. Dans cette optique, les verres de fluorozirconates appartenant au système ZBLA (Zr – Ba –La – Al) dopés Praséodyme sont étudiés. Le Praséodyme, présente trois émissions caractéristiques dans le bleu (478 nm), le vert (532 nm), et le rouge (635 nm) et peut être pompé dans le bleu à l'aide d'une diode laser bleue GaN (443 nm). Des guides d'ondes canalisés peuvent être réalisés à la surface des verres de fluorozirconates en utilisant le procédé flexible de l'échange ionique F-Cl-. L'étude se compose de plusieurs phases : l'élaboration et la caractérisation du matériau vitreux et la réalisation de guides d'ondes canalisés par échange ionique, l'étude spectroscopique de la terre rare dans cette matrice hôte, les mesures d'amplification optique et enfin, l'évaluation du potentiel laser du couple matrice/Praséodyme.

Developpment of new technologies for display and videoprojection are nowadays subject of great interest. RGB (Red-Green-Blue) laser sources are a very promising solution. By miniaturization of such sources, which is a huge DEFI, many applications can be reached. This work can be placed between these two problems: realization of a RGB laser source with one unic material, in order to reduce production prices, and miniaturization of such a source, by developing integrable microsctructured waveguides. To reach this objective, fluorozirconates glasses derived from ZBLA compositions (Zr – Ba –La – Al), doped with Praseodymium are studied. Three interesting emission bands of Praseodymium occur in the visible range, at blue (478 nm), green (532 nm) and red (635nm) wavelengths. Furthermore, Praseodymium can easily be directly pumped at 443 nm using a blue GaN laser diode. Channel waveguides can be obtained on glasses surface using ionic exchange F- Cl-, which is a quite simple and flexible method. This study is divided in six main parts: synthesis and characterization of the material,realization of channel waveguides using ionic exchange, spectroscopic study of rare earth in a glassy matrix, optical amplification measurement and study of the laser behavior of the couple glassy matrix/rare earth.