Investigation of non linear optical properties in glasses. Case of the Na2O - TiO2 - P2O5 system
Description
The research thesis is part of collaborative work between research laboratories on optical nonlinearities in glasses. The first part proposes an overview, in terms of optics as well as solid chemistry, of relevant criteria for the design of such materials which leads to the choice of the Na2O-TiO2-P2O5 system. Characterizations means are then presented, notably X ray absorption spectroscopy (Extended X-Ray Absorption Fine Structure spectroscopy or EXAFS, and X-ray Absorption Near Edge Structure or XANES) for the glass structure analysis, and Kerr-type nonlinearity measurements by means of a Mach-Zender interferometer modified for nonlinear optics and operating in the sub-picosecond range. The next part highlights the influence of structure entities formed about the titanium atom on the noticed optical nonlinearities. The author finally reports an attempt of modelling of the linear and nonlinear response in mineral glasses under the effect of an electric perturbation
Abstract (French)
L'acces aux proprietes optiques non lineaires de materiaux tels que les verres mineraux ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine du transport de l'information par fibre optique, voire dans celui de la commutation optique fonctionnant avec des temps de reponse tres brefs (domaine de la subpicoseconde). Concretement, leur potentialite peut etre estimee par une figure de merite F, expression d'un compromis qui doit etre trouve entre la necessite d'accroitre la vitesse et l'amplitude de changement d'indice de refraction et l'obligation d'attenuer la variation thermique de l'indice due a l'echauffement du materiau que provoque l'intensite du faisceau lumineux. Une analyse des criteres de choix des materiaux nous a conduit a centrer cette premiere etude sur des verres du systeme Na2O-TiO2-P2O5. Les resultats peuvent s'analyser en terme de reconnaissance des entites structurales se formant dans les verres et de performances obtenues sur le plan des non linearites optiques: - l'analyse structurale des verres effectuee essentiellement par spectroscopie d'absorption des rayons X a conduit a l'identification des entites hyperpolarisables a l'origine des proprietes non lineaires, a savoir les groupements TiO5. - les valeurs des indices non lineaires se situent un peu au-dessous de celles des verres contenant des ions lourds. En revanche, l'absence de tels constituants a permis d'accroitre considerablement les facteurs de merite. De ce point de vue, ces phosphates se placent sans doute en tete par rapport a tous les resultats publies a ce jour. Enfin, la pertinence des valeurs experimentales des indices lineaires et non lineaires a pu etre mise en evidence par une tentative de modelisation. Cette approche repose sur le modele de M.E. Lines qui a decrit la reponse electronique d'un cristal sous l'effet d'une perturbation electromagnetique en terme de processus interionique par une analyse de la liaison anion-cation. (auteur)Files
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Additional titles
- Original title (French)
- Etude des proprietes optiques non lineaires dans les verres. Cas du systeme Na
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 197 p.
- Report number
- FRNC-TH--8406
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 44067405
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- DISTURBANCES; ELECTRIC CURRENTS; FIBER OPTICS; KERR EFFECT; MACH-ZEHNDER INTERFEROMETER; MATHEMATICAL MODELS; MOLECULAR ORBITAL METHOD; NONLINEAR OPTICS; OPTICAL FIBERS; PHOSPHATE GLASS; POLARIZABILITY; TITANIUM OXIDES; X-RAY SPECTROSCOPY
- Descriptors DEC
- CALCULATION METHODS; CHALCOGENIDES; CURRENTS; DIELECTRIC PROPERTIES; ELECTRICAL PROPERTIES; FIBERS; GLASS; INTERFEROMETERS; MEASURING INSTRUMENTS; OPTICS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; SPECTROSCOPY; TITANIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS
Optional Information
- Notes
- 83 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/contacts/