Lasers et effets non linéaires guidés dans le niobate de lithium / Qing He ; sous la direction de Dan Ostrowsky

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Lasers

Optique non linéaire

Optique intégrée

Niobate de lithium

Guides d'ondes optiques

Ostrowsky, Dan B. (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Papuchon, Michel (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Botineau, Jean (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Micheli, M. de (19..-....) (Membre du jury / opponent)

Université de Nice (1965-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Université de Nice-Sophia Antipolis. Faculté des sciences (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Relation : LASERS ET EFFETS NON LINEAIRES GUIDES DANS LE NIOBATE DE LITHIUM / Qing He ; sous la direction de Dan Ostrowsky / Grenoble : Atelier national de reproduction des thèses , 1991

Résumé / Abstract : Le niobate de lithium dopé terres rares n'est pas seulement un cristal non linéaire, électrooptique, c'est aussi un bon matériau actif pour l'effet laser et l'amplification comme nous le montrons dans ce travail. Ce mémoire porte d'abord sur la réalisation par échange protonique de guides d'excellente qualité optique sur Nd:MgO:LiNbO3. Ensuite, nous avons étudié théoriquement et expérimentalement l'effet laser à 1,085 m en configuration guidée dans Nd:MgO:LiNbO3. Les résultats expérimentaux s'accordent bien aux prévisions théoriques. Pour exploiter également l'effet non linéaire dans LiNbO3, nous avons réalisé un laser auto-double en fréquence. L'harmonique du laser a été observé en deux configurations : guidée et Cerenkov. Le rendement de conversion obtenu en configuration guidée est de 4%/cm#2/mW, ce qui ne peut être amélioré. En configuration Cerenkov, le rendement de conversion est faible dû à la profondeur du guide qui n'est pas optimisée. Pour atteindre les rendements plus importants (100%/cm/mW), il faut optimiser la profondeur du guide en configuration Cerenkov tout en conservant de faibles pertes pour les deux fréquences en interaction, ce qui est possible techniquement. Le dernier chapitre du mémoire décrit une nouvelle technique pour le doublage de fréquence : modulation périodique simultanée des indices et du #2 dans LiNbO3 par échange protonique. Une fois cette technique maîtrisée, nous pourrons envisager de l'utiliser pour réaliser des lasers auto-doubles en fréquence

Résumé / Abstract : Rare-earth doped lithium niobate allows to associate the nonlinear characteristics of the crystal with laser and amplifier action as I shall show in this work. I begin by describing the techniques which permit the fabrication of excellent quality waveguides on Nd:MgO:LiNbO3. I then study , both theoretically and experimentally, waveguide lasers realized by these techniques. The experimental results are in agreement with the theoretical predictions. To exploit the nonlinear characteristics of LiNbO3, I have realized a self-frequency doubled waveguide laser. The harmonic has been observed in two configurations: guided and Cerenkov. The conversion efficiency obtained in the guided case is 4%/cm#2/mW, a value which cannot be improved. In the Cerenkov case the conversion efficiency is lower due to the non-optimization of the guide. To attain better efficiencies (100%/cm/mW) it is necessary to reduce the guide depth while maintaining a low-loss configuration, which should possible. The last chapter describes a new technique for frequency doubling : simultaneous periodic modulation of the refractive indexs and the nonlinear coefficient in LiNbO3 by proton exchange. Once mastered, this configuration could be incorporated in a self-frequency doubled laser