Thèse soutenue

Elaboration et caractérisation de monocristaux de borate pour la conversion de fréquence laser dans le domaine UV
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Auteur / Autrice : Jinlei Ren
Direction : Gérard AkaPascal Loiseau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des Matériaux
Date : Soutenance le 21/06/2017
Etablissement(s) : Paris 6
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École nationale supérieure de chimie (Paris)
Jury : Président / Présidente : Gilles Wallez
Examinateurs / Examinatrices : Alain Maillard, Azzedine Boudrioua
Rapporteurs / Rapporteuses : Matias Velázquez, Jean-Louis Doualan

Résumé

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Le fluoroborate de calcium Ca5(BO3)3F (CBF) et l'aluminoborate d'yttrium YAl3(BO3)4 (YAB) ont été étudiés pour respectivement la génération de 3ème et 4ème harmonique de laser proche infrarouge tel que YAG :Nd émettant à 1064 nm. Dans l'optique d'améliorer la qualité cristalline du CBF, nous avons étudié les paramètres de sa synthèse par réaction à l'état solide et ceux de sa cristallogénèse par la méthode Czochralski. Les acceptances thermiques pour la génération de 2nde harmonique à 1064 nm en type I et II ont également été déterminés. Et un cristal de CBF a permis de générer une énergie de 131,4 µJ à 355 nm par génération de 3ème harmonique, soit un rendement de conversion de 6,1%. Concernant le YAB, le flux à base de LaB3O6 a été étudié pour sa croissance cristalline par la méthode TSSG : des cristaux de tailles centimétriques sans fracture, ni inclusion ont été obtenus. Les défauts structuraux des cristaux (stries de croissance, macles etc.) ont été analysés. Par ailleurs, des investigations sur la réduction carbothermique ont été menées pour limiter la pollution en fer des cristaux. Une énergie laser de 163 µJ a été obtenue par doublage de fréquence de 532 nm à 266 nm, soit un rendement de conversion de 14,7%.