Interactions laser-matière aux forts flux

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Optique Non Linéaire et Nanoinscription

La nano-inscription à super résolution peut être atteinte par focalisation des impulsions laser dans des matériaux optiques non linéaires. Une couche mince peut être utilisée pour diminuer la taille du faisceau laser (couche SR) en utilisant des phénomènes d’optique non linéaire comme la réfraction et l’absorption non linéaire.
Une deuxième couche est utilisée pour inscrire des composantes photoniques en trois dimensions. L’inscription peut être réalisée par modification locale de l’indice de réfraction linéaire permettant la fabrication de guides d’onde ou de réseaux.
La modification locale de l’efficacité de la génération du deuxième et/ou du troisième harmonique (SHG/THG) d’un matériau est également nécessaire pour la fabrication de dispositifs de conversion de fréquence en volume dans des matériaux.

Pour ces applications, de nouveaux matériaux à non linéarité élevée sont nécessaires. Les études optiques non linéaires sont réalisées au moyen de la technique Z-scan, qui peut être appliquée dans de multiples types de matériaux transparents (par exemple couches minces, cristaux et liquides).
Elle peut fournir la partie réelle et la partie imaginaire de la susceptibilité du troisième ordre ainsi que leur signe. Grâce à cette technique, nous pouvons déterminer les propriétés non linéaires comme l’auto-focalisation ou l’auto-défocalisation, l’absorption saturable ou l’absorption saturable inverse des matériaux étudiés.
Plusieurs paramètres optiques non linéaires peuvent être déterminés, tels que le coefficient d’absorption non linéaire (β), l’indice de réfraction non linéaire (n2) et l’hyperpolarisabilité du deuxième ordre (γ).