Présentation
Auteur(s)
-
Isabelle LEDOUX : Docteur ès sciences - Ingénieur en chef des télécommunications au Centre national d’études des télécommunications (CNET), Laboratoire de Bagneux
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleINTRODUCTION
La notion de non-linéarité dépasse largement le domaine de l’optique ; de fait, pour la plupart des phénomènes physiques, la réponse linéaire n’est qu’une approximation de processus non linéaires, qui seuls peuvent rendre compte des effets dans toute leur généralité. En réalité, une grande part des réponses non linéaires sont observées dans des conditions que l’on pourrait qualifier d’« extrêmes », dans le sens où les milieux concernés sont soumis à des contraintes particulièrement importantes.
Dans le cas de l’optique, la notion de non-linéarité n’a été mise en évidence qu’après la mise au point des premiers lasers, qui seuls pouvaient imposer à la matière des champs électromagnétiques suffisamment importants pour que l’approximation linéaire ne soit plus valable. Dans ces conditions, le rayonnement laser ne fait que révéler des propriétés optiques non linéaires inaccessibles jusque-là avec les sources lumineuses incohérentes classiques. L’interaction de la lumière avec un matériau optiquement non linéaire modifie les propriétés de ce matériau même, ce qui permet l’interaction de plusieurs champs électriques, et par là modifie la fréquence, la phase ou la polarisation de la lumière incidente. En particulier, dans le cas de l’optique non linéaire quadratique, l’illumination d’un milieu non linéaire par une onde laser à la fréquence ω fait apparaître une onde à fréquence double : c’est le cas de la génération de seconde harmonique, qui servira de modèle pour les développements ultérieurs.
Le présent article est essentiellement consacré à l’optique non linéaire quadratique, qui ouvre, à l’heure actuelle, de nombreuses possibilités d’applications dans le domaine de l’instrumentation laser ou celui des télécommunications optiques à haut débit. L’optique non linéaire cubique, notamment dans tous les phénomènes liés à la variation d’indice de réfraction optiquement induite, offre également un vaste potentiel (protection contre les rayonnements optiques intenses par absorption photoinduite, bistabilité optique, effet soliton...) et mérite pour cette raison un traitement à part.
Dans le paragraphe 1, sont introduites les notions de polarisabilité et de susceptibilité non linéaire, suivies de la description des phénomènes de propagation dans les milieux non linéaires 2. Les conditions d’accord de phase, essentielles à l’efficacité des processus non linéaires, font l’objet d’une étude détaillée dans le paragraphe 3 et une description succincte des différents types de matériaux non linéaires est donnée dans le paragraphe 4.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Optique Photonique
(221 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Conclusion4. Matériaux pour l’optique non linéaire quadratique
4.1 Exigences sur le matériau
L’exigence d’efficacité qui porte sur la valeur des coefficients
et
, peut s’exprimer par le facteur de mérite d’un matériau, défini comme étant égal à
pour la génération de seconde harmonique. On voit dans cette expression que l’indice de réfraction peut jouer un rôle important. On a donc intérêt à utiliser des matériaux de faible indice, ce qui est le cas pour les cristaux et les polymères organiques (indice compris entre 1,4 et 1,9 selon la fréquence), contrairement à la plupart des oxydes minéraux d’indices plus élevés (supérieurs à 2). Mais au-delà de ces exigences strictement confinées à l’optique non linéaire, d’autres qualités sont requises pour qu’un matériau puisse trouver une utilisation concrète dans les opérations de traitement du signal optique. Mentionnons la transparence, le seuil de dommage optique, la stabilité, la facilité de mise en forme (tableau 2).
Les pertes de propagation à l’intérieur d’un matériau peuvent être intrinsèques – c’est-à-dire liées à la présence de transitions électroniques et/ou vibrationnelles – ou bien être affectées par les défauts de surface et de volume qui apparaissent lors de la croissance, de la découpe et du polissage du matériau. Dans la figure 7 sont indiqués les facteurs de mérite de différents cristaux organiques et inorganiques, en fonction de leur domaine de transparence. Dans la...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Optique Photonique
(221 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Matériaux pour l’optique non linéaire quadratique
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Optique Photonique
(221 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
