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Sommaire: Ingénierie de nouveaux matériaux pour l’optique non linéaire quadratique (Les halogénothiocyanates)
Chapitre I Matériaux pour l’optique non linéaire
I.1. Introduction
I-2. Généralités sur l’optique non linéaire quadratique.
I-2.1. • Interaction matière-rayonnement
I-2.2 • Exemples de phénomènes optiques non-linéaires
I-2.3 • Efficacité non linéaire quadratique
I-3 Tenseur susceptibilité électrique du second ordre χ2 et tenseur (d)
I-4- Les conditions nécessaires pour l’activité optique quadratique
I-5. Matériaux pour l’optique non linéaire
I-5-1.• Historique
I-5-2 • Des matériaux pour l’optique non linéaire quadratique
• Les niobates
• Les phosphates
• Les borates
• Les iodates
I-6. But du présent travail
I-6-1. • Les iodates
I-6-2. • Les thiocyanates
Chapitre II Etude du chlorothiocyanate de plomb PbCl(SCN)
II-1. Introduction
II-2 Préparation et caractérisation sur poudre
II-3 Analyse thermique différentielle (DSC)
II-4 Détermination de la structure de PbCl(SCN)
II-5 Description de la structure de PbCl(SCN)
II-5-1 • Environnement du plomb
II-5-2 • Géométrie et environnement du groupe thiocyanate
II-5-3 • Structure cristalline de PbCl(SCN)
II-6 Conclusion
Chapitre III Etude du bromothiocyanate de potassium et de mercure K
III-1 Introduction
III-2 Préparation et caractérisation sur poudre
III-3 Analyse thermique différentielle
III-4 Détermination de la structure de K2 HgBr 2 (SCN)
III-5 Description de la structure de K2 HgBr2 (SCN)
III-5-1 • Environnement du mercure
III-5-2 • Description moléculaire de la structure
III.5-3 • Coordination des anions thiocyanate et bromure
III-5-4 • Environnement des cations potassium
III.5-5 • Structure cristalline de K
III-6 Conclusion
Chapitre IV : Synthèses et caractérisations des chlorothiocyanates de mercure et d’ammonium : NH 4 [HgCl 2 (SCN)] et NH4 2 (SCN) [Hg Cl (SCN)]
IV.1 Introduction
IV-2 Préparations et caractérisations
IV-2-1. • NH (SCN)]
IV-2-2 • NH 4 4 [HgCl 2]
IV-3 Etude de la structure cristalline [HgCl (SCN)2
IV-3-1 • Enregistrement et affinements des données
IV-3-2 • Description de la structure de NH (SCN)] (composé 1)
IV-3-3 • Description de la structure de NH 4 4 [HgCl 2] (composé 2)
IV-4 Commentaires sur les propriétés ONL du composé 1 [HgCl (SCN) 2
IV-5 Etude thermique par DSC 92
IV-5-1• NH (SCN)]
IV-5-2 • NH 4 4 [HgCl 2]
IV-6 Conclusion
Chapitre V : Etude des thiocyanates de fer et de mercure
Caractérisation structurale de Hg 3 Fe Cl 2 (SCN) 6 et Hg 2 Fe Cl 4
V.1 Introduction
V-2 Préparations et caractérisations
V-2-1 Essais avec l’ion Fe 3+
V-2-2 Essais avec les autres ions
V.3 Etudes structurales sur monocristal
V-3-1 Enregistrement et affinements des données
V-3-2 Description de la structure de Hg 3 Fe Cl 2 (SCN) (composé 2)
V-4 Commentaires sur les propriétés ONL
V-5 Etude thermique par DSC
V-6 Conclusion
Conclusion générale
Annexes : techniques de caractérisation
Extrait du mémoire ingénierie de nouveaux matériaux pour l’optique non linéaire quadratique (Les halogénothiocyanates)
Chapitre I: Matériaux pour l’optique non linéaire
I.1. Introduction
Le phénomène de Génération de Seconde Harmonique (GSH) fut observé pour la première fois en 1961 par Franken et al. dans un cristal non centrosymétrique de quartz [1], quelques années à peine après l’invention du laser (1959). Abordée initialement exclusivement en laboratoire, l’optique non linéaire est devenue par la suite une technique favorisant la recherche dans des domaines aussi variés que l’optoélectronique, la microscopie optique ou électronique en transmission.
L’avènement des lasers a permis l’obtention de sources lumineuses de très forte intensité. En effet, les sources lumineuses classiques disposent d’un champ électrique de l’ordre de 10 3 V/cm alors que le champ électrique d’un faisceau laser peut atteindre 10 V/cm à 10 10 V/cm. Sous l’effet de champs si intenses, les interactions rayonnementmatière ne sont plus linéaires. La génération de deuxième harmonique résulte de la partie de la réponse variant de manière quadratique. Elle correspond à un processus selon lequel un milieu matériel, soumis à un champ électromagnétique de fréquence ω, subit une polarisation qui à son tour engendre une onde à la fréquence 2ω.
I-2. Généralités sur l’optique non linéaire quadratique.
I-2.1. Interaction matière-rayonnement
L’ensemble des phénomènes résultant d’une interaction rayonnement – matière ayant une réponse diélectrique non linéaire en fonction de l’excitation est regroupé sous l’appellation : Optique Non Linéaire.
Lorsqu’un matériau est soumis à l’action d’une onde électromagnétique, il est le siège d’une polarisation induite qui détermine entièrement la réponse à l’excitation du rayonnement.
Pour de faibles intensités, la polarisation induite est directement proportionnelle à l’amplitude du champ électrique extérieur. La réponse optique du matériau est considérée comme linéaire. Dans un milieu linéaire, la polarisation macroscopique induite par une onde optique s’exprime de façon linéaire en fonction du champ électrique sous la forme :
Ainsi la susceptibilité diélectrique linéaire est le Coulomb par mètre carré [C.m χ ne permet pas de coupler les ondes traversant le milieu. Les ondes électromagnétiques traversent le milieu sans changement de )1( fréquence et sans influence mutuelle. C’est le domaine de l’optique linéaire. L’indice de réfraction du milieu n, généralement un tenseur d’ordre deux, est lié à la susceptibilité électrique linéaire par n εχ =+= 1 où ε )1( est la permittivité relative du milieu.
En présence d’une onde plus intense, un signal non linéaire, qui n’est plus négligeable, se superpose amenant ainsi une distorsion du signal. Après excitation par un champ E r de fréquence ω, une réponse non linéaire oscillant à ω mais aussi à 2ω, 3ω… va alors apparaître. Il s’agit d’un phénomène de génération d’harmoniques.
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