Effet photoréfractif dans l'oxyde de Bismuth Germanium (Bi₁₂ GeO₂₀) : détermination des paramètres du matériau, intensification de l'effet photoréfractif par un champ alternatif et amplification d'ondes optiques
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
In electrooptic and photoconductive materials, the photo refractive effect is responsible for an index variation which can be written by low intensity light beams. This dissertation studies caracteristic parameters of the photorefractive effect in Bismuth Germanium Oxyde (Bi₁₂ Geo₂₀) by means of optical waves diffraction experiments. The main measured parameters are :- the charge carriers diffusion length ;- the density of ionized centers in the dark ,- the photoconductivity. The influence of doping on the these parameters is discussed. We take advantage of these results in realize an optical wave amplifier based on the coupling effect in the material. Applying a square wave alternating electric field to the crystal improves the photorefractive effect in Bi₁₂ Geo₂₀ and we develop its analytical description. This technique intensifies the energy transfer between two waves. We study polarization and phase effects which have to be taken into account when inserting such amplifiers in a more complex optical apparatus. The mobility of free charge carriers is also obtained by a direct measurement using an alternating electric field.
Abstract FR:
L'effet photoréfractif permet d'induire optiquement dans des matériaux électrooptiques et photoconducteurs des variations d'indice inscrites par des faisceaux lumineux de faible puissance. Ce travail porte sur l'étude des paramètres caractéristiques de l'effet photoréfractif dans l'Oxyde de Bismuth Germanium (Bi₁₂ Geo₂₀) par des expériences de diffraction d'ondes optiques. Les principaux paramètres mesurés sont : - la longueur de diffusion des porteurs de charge ;- la densité de centres ionisés dans le noir ;- la photoconductivité. L'influence du dopage sur ces paramètres est discutée. Ces résultats sont mis à profit pour la réalisation d'un amplificateur d'ondes optiques basé sur le couplage dans le matériau. Des améliorations de l'effet photoréfractif dans Bi₁₂ Geo₂₀ sont obtenues en appliquant un champ alternatif créneau au cristal et nous en avons développé une description analytique. Cette technique intensifie le transfert d'énergie entre deux ondes. Nous avons également mis en évidence des effets de polarisation et de phase dont il faudra tenir compte lors de l'insertion de tels amplificateurs dans un dispositif optique plus complexe. La mobilité des charges libres est obtenue par une mesure directe sous champ électrique alternatif.