Non-linéarité optique au sein des matériaux oxydes inorganiques (tellurites, borophosphate de niobium) et d’échantillons biologiques

Optical nonlinearity within inorganic oxide (tellurites, niobium borophosphate) and biological materials

• Auteur / Autrice : Zakaniaina Rajaofara
• Direction : Jean-René Duclere, Vincent Couderc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance le 19/03/2021
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique (Poitiers ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche sur les CERamiques
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Smektala
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-René Duclere, Vincent Couderc, Marc Dussauze, Philippe Leproux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Smektala, Thierry Cardinal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydes de niobium

Tellurites

Spectroscopie Raman

Susceptibilité diélectrique

Optique non linéaire

Mots clés libres

Non-linéarité optique

Susceptibilité optique

M-CARS

Optical non-linearity,

Optical susceptibility,

M-CARS

Résumé

La description quantitative des phénomènes d’optique non linéaire nécessite de connaître la réponse du milieu de propagation à une excitation par un champ optique très intense. La connaissance de cette réponse se fait à travers la détermination des susceptibilités non linéaires du matériau. Dans ce cadre, cette thèse présente une méthode de mesure des susceptibilités non linéaires du second et du troisième ordre de matériaux oxydes inorganiques et d’échantillons biologiques. Cette méthode se base sur l’utilisation de la diffusion Raman anti-Stokes cohérente multiplexée en longueurs d’onde (M-CARS) et l’exploitation du bruit de fond non résonant qu’elle présente systématiquement afin de déterminer la composante électronique de la susceptibilité non linéaire d’ordre trois du matériau étudié. Cette approche est ensuite appliquée à l’imagerie multimodale non linéaire.

The quantitative description of nonlinear optical phenomena requires knowledge of the response of the propagation medium to an excitation by a very intense optical field. The knowledge of this response is done through the determination of the nonlinear susceptibilities of the material. In this framework, this thesis presents a method for measuring second and third order nonlinear susceptibilities of inorganic oxide materials and biological samples. This method is based on the use of wavelength-multiplexed coherent anti-Stokes Raman scattering (M-CARS) and the exploitation of the non-resonant background noise that it systematically presents in order to determine the electronic component of the third-order nonlinear susceptibility of the material under study. This approach is then applied to nonlinear multimodal imaging.