Development of methods for measuring optical nonlinearities of third order - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Development of methods for measuring optical nonlinearities of third order

Développement des méthodes de mesures des non linéarités optiques du troisième ordre

Résumé

This study deals with the sensitivity of different experimental technique to characterize the third order optical susceptibility. We combine different well-known experimental techniques inside the 4f coherent imaging system in order to simplify the nonlinear optical characterization. We show that by changing the object at the entry and the field-stop at the output of the 4f setup it is possible to perform various popular nonlinear characterization methods, such as degenerate four-wave mixing (DFWM), Z-scan, EZ-scan, I-scan and nonlinear imaging technique with phase object (NIT-PO). We compare sensitivities corresponding to all these different methods. Furthermore we discuss the problem of photo-sensitivity of thin films in the context of determination of n2, the nonlinear refractive index and β, the nonlinear absorption coefficient. Moreover the well-known Z-scan method, typically exploited for nonlinear characterization, is employed to investigate permanent photo-induced changes in refraction and absorption as well as to characterize linear optical parameters of thin films, such as thickness and refractive index. We report also on Z-scan absolute measurements of n2 in carbon disulfide and fused silica. The results of nonlinear coefficients are obtained in picoseconds regime for three different wavelengths (355 nm, 532 nm and 1064 nm). Finally, linear and nonlinear optical characterization of new families of chalcogenide glasses (GeS2-Sb2S3-CsI) and oxide glasses with heavy metals (Pb(PO3)2-WO3) is presented.
Cette étude traite principalement de la sensibilité des techniques expérimentales visant à caractériser la susceptibilité optique non linéaire du troisième ordre. Nous combinons différentes techniques bien connues à l'intérieur d'un système 4f d'imagerie. Nous montrons qu'en changeant l'objet à l'entrée et le filtre spatial en sortie de la configuration 4f il est possible d'effectuer différentes méthodes de caractérisations non linéaires, telles que le mélange 4 ondes dégénérés, Z-scan, EZ-scan, I-scan, imagerie non linéaire avec objet de phase. Nous comparons les sensibilités correspondantes aux différentes méthodes. Nous discutons aussi le problème de la photo-sensibilité des couches minces dans le contexte de détermination de n2, l'indice de réfraction non linéaire, et de β, le coefficient d'absorption non linéaire. Par ailleurs, nous montrons que la méthode Z-scan pourrait être employée pour examiner et caractériser les effets photo-induits et permanents dans la réfraction et l'absorption au niveau du point d'impact. Aussi cette méthode a-t-elle été utilisée pour caractériser les paramètres optiques linéaires des couches minces, telles que l'épaisseur et l'indice de réfraction du film. Nous rapportons aussi sur des mesures absolues de n2 dans le disulfure de carbone et la silice fondue. Les valeurs des coefficients non linéaires sont obtenues dans le régime picoseconde et pour trois longueurs d'ondes différentes (355 nm, 532 nm et 1064 nm). Enfin, nous caractérisons et mesurons les coefficients non linéaires de certains verres exotiques : une famille de verres en chalcogénures (GeS2-Sb2S3-CsI) et des verres en oxyde à base de métaux lourds (Pb(PO3)2-WO3).
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Dates et versions

tel-00799815 , version 1 (12-03-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00799815 , version 1

Citer

Kamil Fedus. Development of methods for measuring optical nonlinearities of third order. Optics [physics.optics]. Université d'Angers, 2011. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00799815⟩
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