Mesure de propriétés thermiques de matériaux diélectriques en couches minces par optique guidée
Institution:
Aix-Marseille 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
We study the thermal properties of dielectric thin-film materials. To achieve this goal, we use guided optic techniques based on the prism coupler (m-lines). The thermo-optical coefficients of different thin-film materials are measured. These measurements are applied to the analysis and simulation of interference filters' spectral shift with temperature. The totally reflecting prism coupler, in a two-beam pump-and-probe set-up, allows the detection, in harmonic regime, of photo-induced index modifications in a thin film as low as 10 -8. These index variations are due to the temperature increase created by the absorption of a small part of the pump beam in the film. Their distribution in the film is related to the film's thermal properties (conductivity, specific heat). A two-dimensional model of the heat conduction in the prism coupler has been developped, with a good qualitative agreement between calculations and measurements. The measurements performed on different samples are also compared.
Abstract FR:
Nous étudions les propriétés thermiques de matériaux diélectriques en couches minces. Nous utilisons pour cela des techniques d'optique guidée basée sur le coupleur à prisme ("m-lines "). Le coefficient thermo-optique dn/dT est mesuré pour différents matériaux en couches minces. Ces mesures sont appliquées à l'interprétation et la simulation du décalage spectral avec la température de filtres interférentiels. Le coupleur à prisme à réflexion totale, dans un montage à deux faisceaux de type pompe-sonde, permet de détecter, en régime harmonique, des variations d'indice photo-induites dans une couche mince aussi faibles que 10 -8. Ces variations d'indice sont provoquées par léchauffement créé par l'absorption d'une faible partie du faisceau pompe dans la couche. Leur répartition dans la couche est reliée aux propriétés thermiques (conductivité, chaleur spécifique) de celle-ci. Un modèle bidimensionnel de conduction thermique dans le coupleur à prisme a donc été développé, avec un bon accord qualitatif entre les calculs et les mesures. Une comparaison des mesures effectuées sur différents échantillons est également présentée.