Matrices Vitreuses Et Nanoparticules Semi-conductrices Pour L'amplification de L'optique Non-linéaire PDF Download
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Author: Bruno Capoen
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 107
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Book Description
Le thème principal développé dans cet exposé concerne l'élaboration et la caractérisation de matériaux dédiés à l'optique. Des verres, élaborés sous forme massive ou de couches minces, ont été le plus souvent dopés par des ions actifs et/ou des nanoparticules semi-conductrices afin de leur conférer des propriétés spécifiques pour l'amplification optique ou pour l'optIque non-linéaire. Au cours de ces 10 dernières années .. notre activité de plus en plus soutenue sur les matériaux sol-gel a permis de mieux contrôler la synthèse de matrices variées. La silice sol-gel par exemple, peut être préparée selon deux méthodes qui utilisent différents alkoxydes précurseurs. Nous avons mené une étude assez approfondie à propos de l'influence de plusieurs ions dopants sur la cinétique de gélification, puis de densification des gels de silice. Nous avons ainsi mis en évidence l'effet retardateur ou accélérateur de certains cations. Par ailleurs, de tels effets ont été reliés à l'interaction électrostatique de ces ions dopants avec ceux du réseau de silice. Une meilleure compréhension des phénomènes liés aux groupements hydroxyles, le développement de méthodes de déshydratation/densification et un meilleur contrôle de la porosité des gels initiaux nous amènent désormais à produire des barreaux de silice pure monolithique. Ces barreaux peuvent être inclus dans un assemblage pour la réalisation d'une préforme de fibre microstructurée. Avec l'augmentation des débits d'information, de nouvelles solutions sont activement recherchées pour acheminer, amplifier et traiter les signaux télécom autour de la longueur d'onde 1,5 μm. C'est ainsi que nous avons développé et étudié des matrices dopées erbium pour l'amplification large bande (alumino-silicates, tellurites). L'étude, essentiellement structurale et spectroscopique, de ces matériaux porte sur leur capacité à accueillir le maximum d'ions Er3+ sans phénomène d'agrégation et à générer du gain optique en configuration guidante. Nos travaux fondamentaux sur le transfert d'énergie entre nanoparticules et ions de terres rares relèvent quant à eux, de deux autres objectifs. celui d'augmenter la section efficace d'absorption des matériaux dopés et celui d'autoriser un pompage large bande des amplificateurs. Au laboratoire, un tel transfert a été mis en évidence entre des nanoparticules de ZnS et l'ion Eu3+ dans des films sol-gel de Zr02. Enfin, l'intérêt pour les nanocristaux semi-conducteurs tient également à leurs potentialités en optique non-linéaire. Les méthodes chimiques et physiques (dépôt radiofréquence) ont été mises en œure pour générer des nanoparticules de CdS, PbS ou InSb en solution et sous forme de films minces dans des matrices de TiO2 ou de silice. Un banc de mesure Z-scan a été mis en place au laboratoire et les premières mesures de coefficients non-linéaires sur ces matériaux ont révélé l'importance du régime impulsionnel et de la qualité des nanoparticules dans la quête d'un effet Kerr rapide non résonant d'origine purement électronique.
Author: Bruno Capoen
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Languages : en
Pages : 107
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Book Description
Le thème principal développé dans cet exposé concerne l'élaboration et la caractérisation de matériaux dédiés à l'optique. Des verres, élaborés sous forme massive ou de couches minces, ont été le plus souvent dopés par des ions actifs et/ou des nanoparticules semi-conductrices afin de leur conférer des propriétés spécifiques pour l'amplification optique ou pour l'optIque non-linéaire. Au cours de ces 10 dernières années .. notre activité de plus en plus soutenue sur les matériaux sol-gel a permis de mieux contrôler la synthèse de matrices variées. La silice sol-gel par exemple, peut être préparée selon deux méthodes qui utilisent différents alkoxydes précurseurs. Nous avons mené une étude assez approfondie à propos de l'influence de plusieurs ions dopants sur la cinétique de gélification, puis de densification des gels de silice. Nous avons ainsi mis en évidence l'effet retardateur ou accélérateur de certains cations. Par ailleurs, de tels effets ont été reliés à l'interaction électrostatique de ces ions dopants avec ceux du réseau de silice. Une meilleure compréhension des phénomènes liés aux groupements hydroxyles, le développement de méthodes de déshydratation/densification et un meilleur contrôle de la porosité des gels initiaux nous amènent désormais à produire des barreaux de silice pure monolithique. Ces barreaux peuvent être inclus dans un assemblage pour la réalisation d'une préforme de fibre microstructurée. Avec l'augmentation des débits d'information, de nouvelles solutions sont activement recherchées pour acheminer, amplifier et traiter les signaux télécom autour de la longueur d'onde 1,5 μm. C'est ainsi que nous avons développé et étudié des matrices dopées erbium pour l'amplification large bande (alumino-silicates, tellurites). L'étude, essentiellement structurale et spectroscopique, de ces matériaux porte sur leur capacité à accueillir le maximum d'ions Er3+ sans phénomène d'agrégation et à générer du gain optique en configuration guidante. Nos travaux fondamentaux sur le transfert d'énergie entre nanoparticules et ions de terres rares relèvent quant à eux, de deux autres objectifs. celui d'augmenter la section efficace d'absorption des matériaux dopés et celui d'autoriser un pompage large bande des amplificateurs. Au laboratoire, un tel transfert a été mis en évidence entre des nanoparticules de ZnS et l'ion Eu3+ dans des films sol-gel de Zr02. Enfin, l'intérêt pour les nanocristaux semi-conducteurs tient également à leurs potentialités en optique non-linéaire. Les méthodes chimiques et physiques (dépôt radiofréquence) ont été mises en œure pour générer des nanoparticules de CdS, PbS ou InSb en solution et sous forme de films minces dans des matrices de TiO2 ou de silice. Un banc de mesure Z-scan a été mis en place au laboratoire et les premières mesures de coefficients non-linéaires sur ces matériaux ont révélé l'importance du régime impulsionnel et de la qualité des nanoparticules dans la quête d'un effet Kerr rapide non résonant d'origine purement électronique.
Author: Éric Nardou
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Les fibres optiques utilisées pour le transfert d'information présentent des pertes de signal pendant leur propagation. Ainsi, ces signaux ont besoin d'être régulièrement amplifiés. De nos jours, l'Amplification Raman, basée sur le principe de diffusion Raman stimulée, est une des techniques utilisées pour réaliser ces amplifications. Les nanoparticules de métaux nobles ont des propriétés optiques uniques provenant de l'oscillation collective des électrons lorsqu'elles interagissent avec une onde électromagnétique. Ces particules absorbent fortement le champ électromagnétique à une fréquence appelée fréquence de résonance de plasmon de surface. Ce travail de thèse concerne l'influence des nanoparticules métalliques sur l'amélioration de l'Amplification Raman. Il s'inscrit dans le cadre du projet ANR Fenoptic (2010-2012), réunissant l'entreprise Draka et plusieurs laboratoires français (ICB Dijon, CMCP Paris, LPCML Lyon), qui s'intéressent à l'intégration des nanoparticules de métaux nobles à l'intérieur des fibres optiques afin d'utiliser la résonance de plasmon de surface pour améliorer l'efficacité des amplificateurs optiques. Dans ce travail, différentes sources de nanoparticules métalliques ont été examinées (suspensions, couches, préformes de fibre optique). Les expériences ont porté sur la caractérisation (forme et position du plasmon) de nanoparticules de métaux nobles incluses en matrices vitreuses ainsi que sur des mesures de spectroscopie Raman au travers desquelles le phénomène de Diffusion Raman Exaltée de Surface (SERS) a particulièrement été étudié. Pour la première fois, nous avons mis en évidence l'exaltation du signal Raman d'une matrice vitreuse.
Author: Alexandre Baron
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Languages : fr
Pages : 139
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Book Description
Du fait de leurs fortes propriétés non-linéaires, les structures photoniques semi-conductrices sont très intéressantes pour le traitement tout-optique du signal. La structuration à petite échelle permet de localiser la lumière et donc d'exalter les phénomènes non-linéaires, mais avec un pouvoir d'exaltation différent suivant l'ordre de la non-linéarité, introduisant ainsi de nouveaux régimes d'interaction qui font l'objet de l'étude présentée dans ce manuscrit. Après avoir décrit le socle théorique présentant le renforcement des processus non-linéaires par la localisation dans les semi-conducteurs, nous démontrons expérimentalement et quantitativement, pour la première fois, l'influence de la localisation sur l'exaltation des non-linéarités telles que l'effet Kerr, l'absorption à deux photons et les effets de porteurs libres, par l'étude d'un guide à cristal photonique de GaAs. Nous résolvons le problème de l'amplification Raman d'impulsions dans un nanoguide de silicium, en développant un modèle analytique permettant de montrer l'influence des effets de modulation de la phase non-linéaire sur la chute du gain Raman effectif dans le silicium. Ce modèle est validé expérimentalement. Finalement, nous abordons l'application de la localisation à la commutation non-linéaire tout-optique. Nous introduisons la notion de longueurs non-linéaires de commutation et d'absorption permettant d'étudier différents matériaux. Nous montrons que la commutation par effet Kerr pur est impossible pour le Si et le GaAs (contrairement à l'AlGaAs et au GaN), mais qu'une commutation par effet de porteurs libres y est envisageable pour certaines géométries de microstructures.
Author: Agnes Buka
Publisher: World Scientific
ISBN: 1848167997
Category : Science
Languages : en
Pages : 299
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Book Description
The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Author: Sébastien Forget
Publisher: Springer
ISBN: 3642367054
Category : Science
Languages : en
Pages : 179
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Book Description
Organic lasers are broadly tunable coherent sources, potentially compact, convenient and manufactured at low-costs. Appeared in the mid 60’s as solid-state alternatives for liquid dye lasers, they recently gained a new dimension after the demonstration of organic semiconductor lasers in the 90's. More recently, new perspectives appeared at the nanoscale, with organic polariton and surface plasmon lasers. After a brief reminder to laser physics, a first chapter exposes what makes organic solid-state organic lasers specific. The laser architectures used in organic lasers are then reviewed, with a state-of-the-art review of the performances of devices with regard to output power, threshold, lifetime, beam quality etc. A survey of the recent trends in the field is given, highlighting the latest developments with a special focus on the challenges remaining for achieving direct electrical pumping of organic semiconductor lasers. A last chapter covers the applications of organic solid-state lasers.
Author: Fabien Bretenaker
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814612421
Category : Science
Languages : en
Pages : 185
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Book Description
This unique book provides an overview of the principle and applications of lasers enriched with numerous illustrations.Being over fifty years old, lasers continue to amaze us. Their performance characteristics are constantly reaching new limits, and the scope of their applications continues to expand. Yet, it took years of effort by teams of physicists to transform the fundamental notions of Einstein into the first experimental beam of laser light. And history is still going on as fundamental research is now triggered by its remarkable properties.This book addresses every aspects of laser light, from its fundamental principles to its industrial applications, at a level particularly suited for high school teachers, students, and anybody curious about science and technology.
Author: Jerome V. Moloney
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9780387985817
Category : Business & Economics
Languages : en
Pages : 270
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Book Description
Mathematical methods play a significant role in the rapidly growing field of nonlinear optical materials. This volume discusses a number of successful or promising contributions. The overall theme of this volume is twofold: (1) the challenges faced in computing and optimizing nonlinear optical material properties; and (2) the exploitation of these properties in important areas of application. These include the design of optical amplifiers and lasers, as well as novel optical switches. Research topics in this volume include how to exploit the magnetooptic effect, how to work with the nonlinear optical response of materials, how to predict laser-induced breakdown in efficient optical devices, and how to handle electron cloud distortion in femtosecond processes.
