Molécules et matériaux polymères photochromes pour l'optique non linéaire du deuxième ordre: orientation, stabilité et photo-commutation PDF Download
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Author: Jérôme Chauvin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 520
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Book Description
Les propriétés non linéaires (ONL) du second ordre des matériaux polymères découlent d'une répartition anisotrope de chromophores actifs dispersés dans une matrice polymère. Après l'obtention d'un milieu non centrosymétrique, par des techniques d'orientation, les chromophores ont tendance à se réorienter pour retourner vers leur état d'équilibre (i. e. une orientation isotrope). Ceci conduit à l'annihilation des propriétés ONL du second ordre. Une partie de notre étude porte sur l'utilisation de polymères de haute température de transition vitreuse, les polyimides greffés avec un dérivé polaire de l'azobenzène pour retarder la relaxation orientationelle de celui-ci. La stabilité orientationelle du matériau, suivie sur un montage de génération de second harmonique, est très bonne après 10 heures à 120ʿC. Par extrapolation de type Arrhénius, la constante de temps est estimée à plus d'un an à température ambiante. Cette relaxation serait due à une transition sous vitreuse de type b mise en évidence autour de 120ʿC par des mesures de constante diélectrique. Un second point abordé dans le manuscrit concerne le couplage des propriétés ONL et photochromes. En ce qui concerne les matériaux à base de polyimide, nous avons montré que malgré la rigidité de la matrice, il est possible d'y induire des réactions de photoisomérisation trans-cis dans le DR1. Pour le matériau polyimide-DR1, nous avons utilisé l'orientation photo-assistée pour induire un milieu non centrosymétrique avec un taux de dégradation moindre que lors de l'orientation classique thermo-assistée. De manière à réaliser une photo-commutation des propriétés ONL, nous avons synthétisé un diaryléthène substitué avec des groupements donneur et accepteur d'électrons. L'étude des propriétés de ce diaryléthène a été faite en solution et en film de polymère. La photo-commutation a été possible en solution et en matrice de polyméthacrylate de méthyle mais n'a pas été mise en évidence dans les polyimides.
Author: Jérôme Chauvin
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Category :
Languages : fr
Pages : 520
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Book Description
Les propriétés non linéaires (ONL) du second ordre des matériaux polymères découlent d'une répartition anisotrope de chromophores actifs dispersés dans une matrice polymère. Après l'obtention d'un milieu non centrosymétrique, par des techniques d'orientation, les chromophores ont tendance à se réorienter pour retourner vers leur état d'équilibre (i. e. une orientation isotrope). Ceci conduit à l'annihilation des propriétés ONL du second ordre. Une partie de notre étude porte sur l'utilisation de polymères de haute température de transition vitreuse, les polyimides greffés avec un dérivé polaire de l'azobenzène pour retarder la relaxation orientationelle de celui-ci. La stabilité orientationelle du matériau, suivie sur un montage de génération de second harmonique, est très bonne après 10 heures à 120ʿC. Par extrapolation de type Arrhénius, la constante de temps est estimée à plus d'un an à température ambiante. Cette relaxation serait due à une transition sous vitreuse de type b mise en évidence autour de 120ʿC par des mesures de constante diélectrique. Un second point abordé dans le manuscrit concerne le couplage des propriétés ONL et photochromes. En ce qui concerne les matériaux à base de polyimide, nous avons montré que malgré la rigidité de la matrice, il est possible d'y induire des réactions de photoisomérisation trans-cis dans le DR1. Pour le matériau polyimide-DR1, nous avons utilisé l'orientation photo-assistée pour induire un milieu non centrosymétrique avec un taux de dégradation moindre que lors de l'orientation classique thermo-assistée. De manière à réaliser une photo-commutation des propriétés ONL, nous avons synthétisé un diaryléthène substitué avec des groupements donneur et accepteur d'électrons. L'étude des propriétés de ce diaryléthène a été faite en solution et en film de polymère. La photo-commutation a été possible en solution et en matrice de polyméthacrylate de méthyle mais n'a pas été mise en évidence dans les polyimides.
Author: ERIC.. TOUSSAERE
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 162
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Book Description
L'UTILISATION DE POLYMERES ELECTROOPTIQUES, COMME ALTERNATIVE AUX SEMICONDUCTEURS OU AUX CRISTAUX FERROELECTRIQUES EN OPTOELECTRONIQUE, REQUIERT DES METHODES DE CARACTERISATION RAPIDES ET COMPATIBLES AVEC LEUR INTEGRATION MASSIVE DANS DES COMPOSANTS. NOUS MONTRONS, DANS UNE PREMIERE PARTIE QUELQUES POSSIBILITES D'APPLICATION DE L'ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE A ANGLE VARIABLE DANS LE DOMAINE ULTRAVIOLET-VISIBLE-PROCHE INFRAROUGE A L'ETUDE DES FILMS POLYMERES ET EN PARTICULIER CEUX DESTINES A L'OPTIQUE NON LINEAIRE QUADRATIQUE. A PARTIR DE DIVERSES TECHNIQUES D'ANALYSE DE SPECTRES ELLIPSOMETRIQUES (CALCULS ITERATIFS, REGRESSION NON LINEAIRE SUR UNE PARTIE OU SUR L'ENSEMBLE DES DONNEES MESUREES A PLUSIEURS LONGUEURS D'ONDE ET ANGLES D'INCIDENCE), ON PEUT OBTENIR LES INDICES DE REFRACTION, LES COEFFICIENTS D'ABSORPTION ET L'EPAISSEUR DE FILMS SUPPOSES ISOTROPES OU UNIAXES. IL EST POSSIBLE D'AJUSTER LES PARAMETRES DE LOIS DE DISPERSION POUR DECRIRE LES PROPRIETES OPTIQUES DES FILMS DANS LE DOMAINE SPECTRAL ETUDIE. CES LOIS FACILITENT L'ANALYSE DES DONNEES, MAIS ELLES SONT AUSSI UTILES POUR LES APPLICATIONS TECHNOLOGIQUES CAR ELLES PERMETTENT DE PREVOIR L'INDICE DE REFRACTION DE COPOLYMERES. ELLES PERMETTENT AUSSI DE MODELISER L'ELARGISSEMENT DES BANDES D'ABSORPTION DES COLORANTS. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS REPRENONS LE CALCUL DES COEFFICIENTS NON LINEAIRES QUADRATIQUES EN INSISTANT SUR L'IMPORTANCE DES FACTEURS DE CHAMP LOCAL. NOUS PRESENTONS AUSSI UN CALCUL DE LA DISPERSION DE CES COEFFICIENTS EN TENANT COMPTE DE L'ELARGISSEMENT INHOMOGENE DES TRANSITIONS. L'UTILISATION DES MESURES ET DES MODELISATIONS EN ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE PERMET EN PARTICULIER D'ESTIMER LA DISPERSION DES COEFFICIENTS NON LINEAIRES DANS L'APPROXIMATION DU MODELE A DEUX NIVEAUX. DANS UNE TROISIEME PARTIE, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE MATERIAUX HYBRIDES ORGANIQUES-INORGANIQUES PREPARES PAR LE PROCEDE SOL-GEL. CE SONT DES POLYMERES INORGANIQUES RETICULES DANS LESQUELS SONT INSEREES OU DOPEES DES MOLECULES ORGANIQUES OPTIQUEMENT NON LINEAIRES. LES MATERIAUX ETUDIES MONTRENT UNE MEILLEURE STABILITE DE L'ORIENTATION DES MOLECULES PAR RAPPORT A DES MATERIAUX ORGANIQUES COMPARABLES. CEPENDANT LES CONDITIONS DE PREPARATION ET D'ORIENTATION DE NOS FILMS NE PERMETTENT PAS ENCORE D'OBTENIR UNE EFFICACITE COMPARABLE A CELLE DE MATERIAUX POUR LESQUELS LA STABILITE A ETE DEMONTREE
Author: Kwang-Sup Lee
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540431578
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 222
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Book Description
The future of information technology requires ultra high speed processing and large data storage capacity. Since the electronics technology using semi conduc tors and inorganic materials is about to reach its limits, much current research is focused on utilizing much faster photons than electrons, namely photonics. To achieve any significant effect on the actual use of the science of photonics, devel opments of more efficient photonics materials, better optical property evaluations, manufacture of devices for system applications, etc. are the subjects which need to be explored. In particular, the development of photonics materials stands in the forefront of research as this constitutes the most pertinent factor with regard to the development of ultra high speed and large capacity information processing. In this respect, there has been continuous research on photo responsive materials through molecular structure design and architecture and the results so far are very promising as functions and performances are beginning to realize their high expectations. The two special volumes "Polymers for Photonics Applications" give authorita tive and critical reviews on up to date activities in various fields of photonic poly mers including their promising applications. Seven articles have been contributed by internationally recognized and they deal with, polymers for second and third order nonlinear optics, quadratic parametric interactions in polymer waveguides, electroluminescent polymers as light sources, photoreflective polymers for holo graphic information storage, and highly efficient two photon absorbing organics and polymers.
Author: KATHLEEN.. CHANE CHING
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 154
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE DE THESE CONCERNE LA SYNTHESE ET L'ETUDE DE MOLECULES ET MATERIAUX PRESENTANT DES PROPRIETES OPTIQUES NON LINEAIRES. L'ORIGINALITE DES MOLECULES ETUDIEES CONSISTE EN LA NATURE DE LEUR GROUPEMENT ATTRACTEUR, LE DIPHENYLPHOSPHORYLE, UTILISE POUR LA PREMIERE FOIS EN OPTIQUE NON LINEAIRE. L'EFFICACITE DE CE NOUVEAU GROUPEMENT A ETE DEMONTREE PAR L'ETUDE DE TROIS MOLECULES MODELES. CES MOLECULES POSSEDENT UN GROUPEMENT DONNEUR COMMUN, LE DIMETHYLAMINO, ET DES TRANSMETTEURS D'ELECTRONS DIFFERENTS (BIPHENYLE, STILBENYLE ET 4-(PHENYL)AZOPHENYLE). L'ETUDE DE LEURS CARACTERISTIQUES MICROSCOPIQUES PAR DIFFERENTES METHODES SPECTROSCOPIQUES (INFRA-ROUGE, UV/VISIBLE), PAR DES CALCULS THEORIQUES ET PAR DETERMINATION DE LEURS HYPERPOLARISABILITES QUADRATIQUES ONT PERMIS L'INTERPRETATION RATIONNELLE DES PHENOMENES NON LINEAIRES ENGENDRES PAR CES NOUVEAUX COMPOSES. LEUR COMPORTEMENT NON LINEAIRE S'EST REVELE EQUIVALENT A CELUI DE MOLECULES REFERENCES (BETA(O)= 32 A 63.10#-#3#0 ESU). DE PLUS, LE GROUPEMENT PHOSPHORYLE PRESENTE L'INTERET DE POUVOIR PORTER DES SUBSTITUANTS ENCOMBRANT. CETTE PARTICULARITE EST EFFECTIVEMENT MISE A PROFIT DANS DES MATERIAUX POLYMERES DE TYPE POLYMETHACRYLATE ET POLYURETHANE ELABORES EN UTILISANT DES MOLECULES DERIVEES DES COMPOSES MODELES ETUDIES. LA TAILLE IMPORTANTE DU GROUPEMENT DIPHENYLPHOSPHORYLE CONTRIBUE A L'OBTENTION DE POLYMERES A TEMPERATURE DE TRANSITION VITREUSE ELEVEE (TV = 120 A 163C) QUI EST UNE CARACTERISTIQUE RECHERCHEE POUR ASSURER UNE BONNE STABILITE TEMPORELLE DU MATERIAU. LES FILMS MINCES, OBTENUS PAR DEPOT A LA TOURNETTE SONT ORIENTES SOUS CHAMP PAR LA METHODE CORONA. CES MATERIAUX PRESENTENT DES SUSCEPTIBILITES QUADRATIQUES EQUIVALENTES A CELLES DES POLYMERES LES PLUS EFFICACES EN OPTIQUE NON LINEAIRE (D#3#3=70 A 135 PMV#-#1 A 1064 NM)
Author: Donald L. Wise
Publisher: CRC Press
ISBN: 148226997X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 968
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"Furnishes the necessary background information, methods of characterization, and applications of optic and photonic systems based on polymers. Provides detailed tutorial chapters that offer in-depth explanations of optic and photonic fundamentals and synthesis techniques."
Author: Lydie Viau
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Languages : fr
Pages :
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Dans cette thèse, nous avons décrit la synthèse de nouveaux complexes octupolaires à ligands bipyridines, obtenus par insertion de groupements styryle dans la chaîne conjuguée du transmetteur. Ainsi, un complexe de zinc tris(bipyridine) présentant la plus grande activité en ONL du second ordre a été décrit. Ces nouveaux chromophores ont ensuite été insérés dans des verres de fluorophosphates à bas point de fusion. La synthèse de métallo-polymères en étoile a ensuite été étudiée. Ces polymères sont formés par polymérisation du méthacrylate de méthyle par ATRP. Nous avons montré qu'il s'agit d'une méthode douce, permettant d'obtenir des polymères de structure contrôlée. Des films de très bonnes qualités optiques, qui conservent les propriétés optiques des polymères, ont été élaborés. Enfin, nous avons appliqué l'ATRP à l'élaboration de matériaux polymères photoisomérisables. Pour la première fois, des non-linéarités macroscopiques ont été obtenues par orientation tout optique.
Author: ANNE-CATHERINE.. ETILE
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Languages : fr
Pages : 211
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Book Description
L'OBJET DE CE TRAVAIL EST L'INVESTIGATION DE DIFFERENTS MECANISMES D'ORIENTATION TOUT OPTIQUE EN VUE DU CONTROLE COMPLET DE LA STRUCTURATION DU MATERIAU POLYMERE. IL RESULTE DE L'ORDRE POLAIRE PHOTO-INDUIT DES PROPRIETES NON LINEAIRES QUADRATIQUES QUI NOUS PERMETTENT DE CARACTERISER LA STRUCTURATION INDUITE PAR DOUBLAGE DE FREQUENCE. LES CHROMOPHORES ETUDIEES SONT ESSENTIELLEMENT LA PNA, LE DEANST ET LE DR1. ON IDENTIFIE DEUX MECANISMES MICROSCOPIQUES A L'ORIGINE DE L'ORIENTATION TOUT OPTIQUE, LES MOUVEMENTS OPTOMECANIQUES ET LE CHAMP STATIQUE PHOTO-INDUIT. LE RENDEMENT DE CONVERSION LORS DU DOUBLAGE DE FREQUENCE DEPEND, ENTRE AUTRE, DE LA LONGUEUR DE PROPAGATION. NOUS ETUDIONS ALORS L'ORIENTATION TOUT OPTIQUE D'UNE FIBRE POLYMERE DONT LE COEUR EST DOPE AVEC LA PNA. DES EXPERIENCES REALISEES, NOUS DEDUISONS QUE LES MOUVEMENTS OPTOMECANIQUES DE LA PNA NE SONT PAS SUFFISAMMENT IMPORTANTS POUR PERMETTRE UNE ORIENTATION TOUT OPTIQUE EFFICACE. NOUS AVONS ALORS CHERCHE A METTRE EN EVIDENCE L'ORIENTATION DE MOLECULES PAR CHAMP STATIQUE PHOTO-INDUIT DANS UN POLYMERE PHOTOREFRACTIF DOPE AVEC LE DEANST. LES EXPERIENCES ET L'ANALYSE QUE NOUS EXPOSONS MONTRENT QU'IL EXISTE DES EFFETS DE CHARGES, MAIS QUE LEUR ROLE LORS DE L'ORIENTATION TOUT OPTIQUE DES CHROMOPHORES N'EST PAS EVIDENT. L'AMELIORATION DE L'EFFICACITE D'ORIENTATION EST LIEE A LA STABILITE DE L'ORIENTATION PHOTO-INDUITE. NOUS NOUS SOMMES ALORS INTERESSES A LA STABILITE DE L'ORIENTATION DU DR1 DANS UNE MATRICE SOL-GEL. CES PREMIERS RESULTATS MONTRENT UNE INFLUENCE DE LA PHYSICO-CHIMIE DE LA MATRICE SUR L'EFFICACITE DE L'ORIENTATION. CES ETUDES REVELENT AUSSI QUE DES PARAMETRES SUPPLEMENTAIRES A CEUX DEDUITS DE L'ETUDE DE L'ORIENTATION TOUT OPTIQUE PAR EFFETS OPTOMECANIQUES SONT A PRENDRE EN COMPTE POUR DECRIRE L'INFLUENCE DE LA PHYSICO-CHIMIE DE LA MATRICE. LA DERNIERE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE SYMETRIES PARTICULIERES PHOTO-INDUITES. A PARTIR DE MOLECULES UNIAXIALES ET GRACE A L'UTILISATION DE FAISCEAUX D'ECRITURE POLARISES CIRCULAIREMENT, ON MET EN EVIDENCE DES SYMETRIES OCTUPOLAIRE OU DIPOLAIRE DE LA SUSCEPTIBILITE QUADRATIQUE INDUITE. ON DEMONTRE QUE LES SYMETRIES DU CHAMP OPTIQUE POLAIRE SONT CAPABLES D'INDUIRE DES STRUCTURATIONS TRIDIMENSIONNELLES.
Author: Yomen Al Sayed Souleiman Al Atassi
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Languages : fr
Pages : 172
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Book Description
Certains polymères, dopés ou fonctionnalisés avec des groupements moléculaires convenablement choisis, ont la propriété de doubler la fréquence de faisceaux lasers (génération de second harmonique). Pour cela, il faut au préalable que l'échantillon sous forme d'un film mince, ait été orienté sous champ électrique. Le sujet de cette thèse consiste à étudier un nouveau procédé d'orientation des molécules, que nous appelons orientation photo assistée. Ce procédé qui a l'avantage d'opérer à température ambiante met en œuvre une irradiation en lumière visible et en présence d'un champ électrique. Ce procédé a été étudié pour cinq familles de molécules actives en optique non linéaire: les azobenzènes substitués, les spiropyrannes, les spirooxazines, les furylfulgides et les chromènes. L'influence de la nature de la matrice polymère sur l'efficacité et la stabilité de l'orientation moléculaire est aussi étudiée
Author: GERMAIN.. PUCCETTI
Publisher:
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Languages : fr
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Book Description
L'ETUDE, EN OPTIQUE NON LINEAIRE, DE STRUCTURES MOLECULAIRES CONSTITUE UNE ETAPE ESSENTIELLE DANS LE PROCESSUS D'ELABORATION DE MATERIAUX ORGANIQUES. DIFFERENTES FAMILLES DE MOLECULES TELLES QUE A TRANSFERT DE CHARGE RESTREINT (COMPOSES POLY-SILICIES ET POLY-NAPHTYLES), DES COMPLEXES ORGANOMETALLIQUES, ONT ETE ETUDIEES POUR LEURS PROPRIETES NON LINEAIRES DU SECOND ORDRE (POLARISABILITE ). L'INFLUENCE DE LA NATURE ELECTRO-ACTIVE DES SUBSTITUANTS ET DE LA LONGUEUR DE CONJUGAISON SUR L'HYPERPOLARISABILITE DU SECOND ORDRE Y A ETE INVESTIE DANS LE CAS DES COMPOSES POLYENIQUES ET LES RESULTATS DISCUTES EN TERMES DE MODELE A TROIS NIVEAUX. AUCUN EFFET DE SATURATION DE L'HYPERPOLARISABILITE A TRES LONGUE CHAINE, TEL QUE PREVU PAR LES CALCULS DE MODELISATION THEORIQUES, N'EST OBSERVE A LONGUE CHAINE DE CONJUGAISON. LA POSSIBILITE D'APPLIQUER UN CHAMP ELECTRIQUE SUR PLUSIEURS NOUVELLES MATRICES SOL-GELS A ETE DEMONTREE PAR L'ORIENTATION DE MOLECULES POLAIRES DISSOUTES DANS LE MILIEU. DES MESURES DE POLARISABILITES DU SECOND ORDRE DE CHROMOPHORES ORGANIQUES DISSOUS DANS DIFFERENTES MATRICES SOL-GELS SONT PRESENTEES. LE DOPAGE PAR UNE MOLECULE DE COLORANT LASER, 1,1,3,3,3,3-HEXAMETHYL-INDOTRICARBOCYANINE IODATE: HITC, BIEN CONNUE POUR SES PROPRIETES DE FLUORESCENCE ET SA GRANDE POLARISABILITE DU TROISIEME ORDRE, A MONTRE UNE SENSIBILITE DE LA STRUCTURE A L'ACIDITE RESIDUELLE DU MILIEU. EN TROISIEME LIEU LA CARACTERISATION SYSTEMATIQUE EN OPTIQUE NON LINEAIRE QUADRATIQUE D'UN CRISTAL MOLECULAIRE, LE 5-NITROURACILE, QUADRATIQUE EST PRESENTEE. CE TRAVAIL MET EN EVIDENCE UNE TRANSPARENCE ETENDUE VERS LE BLEU (JUSQU'A 410 NM) COMBINEE A UN COEFFICIENT D#1#4 DE 8.7 PM/V (A 1.06 MM) ET A DES SEUILS DE DOMMAGE TRES ELEVES (>1 GW/CM#2 A 532 NM). L'EXCELLENTE STABILITE CHIMIQUE ET PHOTOCHIMIQUE DU MATERIAU AINSI QUE LA POSSIBILITE D'OBTENIR DES MONOCRISTAUX DE TAILLE IMPORTANTE (52015 MM#3) EN FONT UN TRES BON CANDIDAT POUR LE DOUBLEMENT EFFICACE DE FREQUENCE OU LA GENERATION D'EFFETS PARAMETRIQUES
Author: Gildas Tellier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 172
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Book Description
Ce travail porte sur l’étude et l’orientation de couches minces de matériaux polymères pour des applications en optique guidée. En effet, de par leurs propriétés optiques, ceux-ci pourraient être des concurrents des cristaux inorganiques utilisés jusqu’à aujourd’hui, pour la réalisation de modulateurs électro-optiques. Au laboratoire un dispositif de génération de seconde harmonique en configuration "franges de Makers" a été développé pour mesurer les coefficients non-linéaires du second ordre de ces matériaux polymères. L’étalonnage de ce dispositif au moyen d’échantillons étalons a nécessité la mise en place d’un modèle théorique prenant en compte les réflexions multiples de l’onde pompe et de l’onde de seconde harmonique à l’intérieur des couches minces. Le polymère étudié (PIII) contient des chromophores de type "push-pull" dérivés du DR1 et une fonction de réticulation permettant de "figer" ces chromophores après orientation. L’orientation de ces chromophores a été obtenue au moyen d’un dispositif de "poling" par effet couronne. Après optimisation des paramètres de celui-ci pour l’orientation des couches minces de polymères, nous avons amélioré le montage afin d’augmenter l’homogénéité de l’orientation sur l’ensemble des échantillons. Les expériences menées sur ce polymère PIII ont montré, après orientation, l’existence d’un signal de seconde harmonique, et que l’homogénéité de cette orientation pouvait être améliorée en utilisant un système pointe-grille-plan. De plus les résultats observés ont montré que cette orientation, après réticulation, était stable dans le temps, paramètre essentiel pour l’utilisation de ce type de matériau dans la réalisation de composants.
