Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optiqueQuasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
Tout a commencé comme ça…
P.A. Franken, A.E. Hill, C.W. Peters and G. Weireich, Phys. Rev. Lett. (1961)T.H. Maiman, Nature (1960)
( ) ( )tE)t(P 10 χε=
ω
( ) ( )220 tEχε
Susceptibilité non linéaire
+
2 ω
Non linéarité optique de second ordre
tt
Système quantique symétrique Système quantique asymétrique
Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optiqueQuasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
Équation de propagation de l’interaction non linéaire
( ) ( ) ( ) ( ) ( )tPtEtPtPtP nl10nll +=+= χεPolarisation linéaire et non linéaire:
Indice optique: 12
op 1n χ+=
( )tPEE nlt
0t
2
cn2
22
22op
∂∂
∂∂ =
−∇ µ
( ) PEPEB
BE
0B0E
t0tc1
0t0
t
2 ∂∂
∂∂
∂∂
∂∂
+=+=×∇
−=×∇
=∇=∇
µεµ
.
.
Courant de déplacementD
Maxwell- Lorentz
ω1
ω2
ω3
( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ]tcosettcostcostcos 212121 ωωωωωω −+→
SommeDeFréquences
DifférenceDeFréquence
( )tP2
Mélange à 3 ondes
( ) ( ) ( ) ( )( )cctzEccezEtzE j21zjktji
j21
j +=
+= +−
,,ω
Terme de somme defréquences:
( ) ( ) ( )( )cctzEtzEtzP 322nl20 += ++ ,,, *χε
− ω2 + ω3ω1
Transfert d’énergie entreles ondes
Interactionévolue lentement
Ondes planes(sans interaction)
( ) ( )ccetzE
zjktji2jE
j +=−ω
,~Sans interaction paramétrique:
EQUATIONS DE MODES COUPLES(bis repetita…)
( ) ( )( )..,*, cctzEtzEEE 32t21
t
2
cn
12
2
22002
21 +=
−∇
∂∂
∂∂ χεµ
Comment les deux ondes 2 et 3 se combinent pour donner l’onde 1:
ω1 − ω2 + ω3
( )[ ] ( )[ ]( ) ( )( )..*
....
ccezEezE
ccezEccezE
zki3
zki2
212
zki12
12
cnzki
1212
32200
1111
+−
=+
++∇
−
−−
ωχεµ
ω
On introduit les fonctions enveloppes:
princeps
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )( )z3ki3
z2ki2
21200
z1ki1
2
c11nz1ki
12
1z1ki
1dzd
112dz
2d
ezEezE
ezEezEkezEki2zE
−
−−−
−
=+−
−
*ωχεµ
ω
Approximationde la Fonction- enveloppe
EdE <<
dzEd
jdz
Ed j2
j2
k<<
k/1
Rappel de la relation de dispersion:in
cii k=ω
( ) ( ) ( )( )zki3
zki2
21200
zki1dz
d1 321 ezEeztEezEki2 −− −=− *ωχεµ
213 kkkk −−=∆Désaccord de phase
EQUATIONS DE MODES COUPLES
123 ωωω →− zki232cn21dz
d eEEiE11 ∆−−= *χω
213 ωωω →− zki132cn22dz
d eEEiE22 ∆−−= *χω
321 ωωω →+zki
212cn23dzd eEEiE
33 ∆+−= χω
N. BloembergenPrix Nobel 1981
reconversion
Pompe non déplétée: ( ) 0EzE ≈ω
( )
= ∆
2zk2
02cn2 czEzE2
sinχωω
ω
( ) ( ) ( )[ ] 22
2zk2
20c2n
30Z
2 Pcz2zP ωωω χεω ∆= sin
Rendement de conversion
Doublage de fréquenceωωωωω 2et 321 ===
zki22cn2dz
d
zki22cn2dz
d
eEiE2
eEEiE2
2∆+
∆−
−=→+
−=→−
ωω
ω
ωωω
ω
χωωω
χωωω
ω
ω*
Génération de seconde harmonique
24
20
16
12
8
4
0
P2ω
(u.
a.)
5.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0
y / Lc
accordé en phase
non accordé en phase
( ) 22
zk222 PczzP ωω
∝ ∆sin
( )ωω
λnn4c 2
0L−
=Longueur de cohérence: ω
n
dispersion
LONGUEUR DE COHERENCE
ωω k2kk 2 −=∆
ωλπ
ωλπ n2nk
002
222 −=∆ /
Conversion maximale pour: π=∆ cLk
2k1
∆
DISPERSION OPTIQUE ET STRUCTURE DE BANDE
ab ωω −
( )( )22
0
2
1
Nµ0nn
Γ∆+∆
Γ+=
/ωω
εω
h
a
b
( )( )( )
dunnTEg 1
uNµ0 2u2
0
2∫+=∞
+
−Γ
Γ−ωω
εω
h
-20 -10 10 20
0.96
0.98
1.02
1.04
ω
n
dispersion
T
T
Exemple: niobate de lithium NbLiO3
0.8 1.2 1.4 1.6λ HµmL2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
nIndice de NbLiO3
T: 25°C → 125 °CO3
O3
O3
Nb
Li
60 80 100 120T H°CL
9.325
9.35
9.375
9.425
9.45
9.475
Λ HµmL Vpm272 /=χµm780µm561 .. →
( ) ( )ωω ncc = ( ) ( )ω
λωλ n0= ( ) ( )ωω 22 n
cc = ( ) ( )ωλωλ 2
02 n=
DESACCORD DE PHASE: POINT DE VUE DE L’ONDE
cΛ( ) ( )[ ]ωω
λn2n4
0c −
=Λ
Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optiqueQuasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
Equations de Manley-Rowe: aspect corpusculaire
abracadabra…: jn
j EAj
jω= 2
jZ21P
j A0j
jhh ==Φ ω
Amplitude de flux de photons:
zki213dz
d321
zki*132dz
d213
zki*231dz
d123
eAAiA
eAAiA
eAAiA
∆
∆
∆
κωωω
κωωω
κωωω
+
−
−
−=→+
−=→−
−=→−
3213212
nnnc21 ωωωχ
κ =avec:
Si : 0k =∆( ) ( ) ( )2
3dzd2
2dzd2
1dzd AAA −==
( ) ( ) ( )3dzd
2dzd
1dzd ΦΦΦ −==
Manley-Rowe: conservation du flux de particules
Interprétation corpusculaire
213 ωωω hhh += conservation de l’énergie
213 kkk hhh += conservation de l’impulsion
Désaccord de phase: aspect corpusculaire
Conservation de l’énergie
1ωh
2ωh
3ωh
Conservation de l’impulsion
Désaccord de phase
1kh
2kh
3kh( )c
nk ωω=
k∆
321 ωωω =+ ( ) ( ) ( ) 332211 nnn ωωωωωω =+
Solution d’un des mystères de l’interaction à 3 ondes
De tous les triplets de longueurs d’onde telles que:
111 2ωωω =+ 222 2ωωω =+ 23 ωω + 23 ωω − 21 ωω − 321 ωωω =+ ...etc
qui peuvent échanger de l’énergie par interaction paramétrique, seuls les triplets tels que
psi ωωω =+
( ) ( ) ( ) ppssii nnn ωωωωωω =+
interagissent efficacement. Pour un ωp donné, un seul couple (ωi,ωs) satisfait à ces deux équations simultanément.
Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optiqueQuasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
AMPLIFICATION PARAMETRIQUE
*
*
12dzd
21dzd
AgiA
AgiA
−=
−=
( )0Eg 3nnc21
21212 ωωχ=avec le gain paramétrique
( ) ( ) ( ) zg12
121 e0AzAzA ≈≈Pour des gains paramétriques forts
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )zgSinh0AizgCosh0AzA
zgSinh0AizgCosh0AzA*
122
*211
−=
−= 31 1
3
2
Hypothèse de la pompe non appauvrieavec accord de phase 1
3
AMPLIFICATION ET FLUORESCENCE PARAMETRIQUE
complémentaire
pompe
signal
entrée sortie
Interactionparamétrique
Exemple: niobate de lithium NbLiO3
pn
Z2c2
1 Igsi
30
22
λλ
πχ=
3 4 5 6λi HµmL
0.0625
0.065
0.0675
0.0725
0.075
0.0775
0.08
gain Hcm−1L gain param . pour 1 W de pompe Hwaist =50 µmL
dégénéresescence
Vpm272 /=χ
sm103c 8 /=
132n .≈
4w
Pp 2
p
pI/π
=
µm50wp =
W1Pp =
µm061p .=λ
50 µmPP = 1 W
1Watt
1 cmP10g −−≈
Génération et fluorescence paramétrique optique
Si les champs à l’entrée sont nuls, alors:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )zgSinh0AizgCosh0AzA
zgSinh0AizgCosh0AzA*
122
*211
−=
−=Hypothèse de la pompenon appauvrie
( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )zgSinh0AizA
zgSinh0AizA
12
21*
*
−=
−= Chaque champs nourrit l’autre!!Les champs A1(0)* et A2(0)*
correspondent à 1 photon par mode
1n11n00 33 −⇒ ,,,,Fluorescence paramétrique
1n,1n,1nn,n,n 321321 −++⇒
Amplification paramétrique
détecteur
χ 2
ω
ω ω1
3
2( ),
k
k
k
dk
1
3
2
(a)
(b)
Fluorescence paramétrique optique1
Watt1 cmP10g −−≈
1330Lg 105ee ≈≈cm1L=
kW100P=
J10photon1 19−≈
1330Lg 105ee ≈≈
µJ5deimpulsion
Somme, différence de fréquences et génération paramétrique
E1 e i ω1 t E2 e i ω2 t → E3 e i ω3 t
Somme de fréquences
1n1n1nnnn 321321 +−−⇒ ,,,,
(E2 e i ω2 t )* E3 e i ω3 t → E1 e i ω1 t
Différence de fréquences
1n1n1nnnn 321321 −++⇒ ,,,,
E3 e i ω3 t → E1 e i ω1 t E2 e i ω2 t
Génération paramétrique
1n11n00 33 −⇒ ,,,,
Gain paramétrique
Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optique
continue cwimpulsionnel
Quasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
MiroirMiroir
Amplificateur optique
Inte
nsité
de l’
onde
AU DESSUS DU SEUIL: NON STATIONNAIRE
OSCILLATION OPTIQUE
MiroirMiroir
Amplificateur optique
Inte
nsité
de l’
onde
AU DESSUS DU SEUIL: STATIONNAIRE
OSCILLATION OPTIQUE
er sr
XNL
OSCILLATEUR PARAMETRIQUE OPTIQUE
( )
πmLk
LgCosh
1
RR1
seuilse
=
= Condition sur l’amplitude de pompe
Condition de résonance
( ) ( ) Lki1 1egLcosh0A
( ) ( ) Lki1s 1egLcosh0Ar
( ) ( ) Lk2i1s 1egL0Ar cosh
( ) ( ) ( )0AeLgcoshrr0A 1Lk2i
se1 1=
( )0A1
OSCILLATEUR PARAMETRIQUE OPTIQUE:Au dessus du seuil
32n1n21
c2
21 Eg ωωχ=
( )sReR
1seuil LgCosh =
T1RR se −==
T = transmission = perte des miroirs
TLg 22seuil2
1 ≈
Le gain est « clampé » à sa valeur seuil !
gain = perte
Valeur de la puissance de l’onde paramétrique: le système s’arrange pour que, en touteoccasion le gain contrecarre juste les pertes
Manley-Rowe 031seuil3 ,, Φ=Φ+Φ
seuil32
seuilg ,Φ= κ2L
T2seuil3
κ=Φ ,avec
( )1r1 seuil3seuil303
seuil31 −Φ=
−Φ≈Φ Φ
Φ,,
,,
OSCILLATEUR PARAMETRIQUE OPTIQUE:Caractéristiques
πmkL 22 =Condition sur la phase
islnLc
m mmop
νν == 2
Intervalle spectral libreislν
gain
fréquence
islν
r
gain
r
clampage
1Φ
Exemple: niobate de lithium NbLiO3
Vpm272 /=χ
sm103c 8 /=
132n .≈
4w
Pp 2
p
pI/π
=
µm50wp =
W1Pp =
µm061p .=λSeuil à 3.5 µm
( ) 1cmWP0750g −= .
3 4 5 6λi HµmL
0.0625
0.065
0.0675
0.0725
0.075
0.0775
0.08
gain Hcm−1L gain param . pour 1 W de pompe Hwaist =50 µmL
3 3.5 4 4.5 5 5.5λi HµmL0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
αHcm−1LLT2Lg ps α+≈
980RR se .==
1p cm040 −= .α
cm1L= 1s cm140g −= .
W4Ps ≈
( ) 21
1
s LR1
p
=
−
κcosh
Rions un peu ….
1R1
XY
11R
112 1RXisn −=
−
−cosh
possède une solution littérale !!!
avec
et le seuil d’oscillation donné par
=∫ −
−
−
2a
2bbx1
x
02t2b2t2a
dt sna
Sinus de Jacobi inverse
4
3
2
1
0
(1-R
) Y =
(1-R
) u
1L2 / p
s
543210
X = p in/ ps
R1 = 0.9
R1 = 0.5
R1 = 0.1
Rosencher et Fabre, 2004
213dzd
132dzd
231dzd
AAiA
AAiA
AAiA
κ
κ
κ
−=
−=
−=
*
*
Le système
3p1p
1R 1R
Modèle d’OPO continu
sp3pX =
sp1pY = ( )YR1Y −='
OSCILLATEUR PARAMETRIQUE OPTIQUE:Régime impulsionnel
Depleted pumpIdlerSignalPump
-20 0 20 40 60
Experiment
5 times threshold
60 80 100 120 140
Simulation
Time [ns]
• la construction des ondes paramétriques àpartir du bruit quantique « prend » du temps
• l’onde pompe peut être totalement « déplétée »
• L’onde pompe peut se reconstruire à partirdes ondes paramétriques
Rions encore un peu ….
( ) ( ) ( ) =−+ TYR1TYdTd ''
( ) ( ) ( ) ( )( )( )TXTY12 TXR1isnTYR ',cosh' −− −
Oscillateur paramétrique optique: Sélection de fréquence
ωs + ωc = ωp (conservation de l’énergie)
ks + kc = kp (accord de phase)
1.064 µm3 → 5 µm
1.4 → 1.6 µm
ωp
ωc
ωs
ωptempératureorientation…
Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optiqueQuasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
Accord de phase par biréfringence
Axe extraordinaire
Axe ordinairelumière
Indi
ce o
ptiq
ue
fréquenceω 2ω
lumièreIn
dice
opt
ique
fréquenceω’ 2ω’
∆k = 0
∆k = 0
oe2 nn ωω =
0,1 1 100,01
0,1
1
10
100
1000
10000
100000
l5
AgGaSe2
ZnSe
GaSe
ZnGeP2
GaAs
InAs
InSb
PPNL
NLBBO
LBOFig
ure
de m
érite
d2 /n
3 (pm
/V)2
Longueur d'onde de coupure (µm)
Propriétés optiques non linéaires des matériaux
LE QUASI-ACCORD DE PHASE
( ) ( )zfz 22 χχ =Indice non linéaire modulé
( ) zki22cn2dz
d ezfEiE2
∆+−= ωω
ω χω
Pompe non appauvrie
( ) ( ) dzezfEiLEL
0
zki22cn2
2∫−= ∆+
ωω
ω χω
( ) ( )∑= Λ+−
n
z1n2in efzf /πavec
Seul terme non nul ( )Λ+=− πωω 1n2k2k2 soit ( ) c1n2 Λ+=Λ
n2eff2 fχχ =Susceptibilité effective
( )zf+ 1
- 1 22eff
2 χχ π=
Exemple: niobate de lithium NbLiO3
( ) ( ) ( )ii
ss
p
p nnn1λλ
λλ
λλ
−−=Λ
27 28 29 30 31période HµmL
1.5
2.5
3
3.5
4
4.5
5
λcomplaccord de phase PPLN @ 1.064 µm et 120°C
In[8]:= T0= 24.5;T1 =25;
In[9]:= a1= 5.35583;a2 = 0.100473;a3 =0.20692; a4 = 100; a5 =11.34927; a6 =1.5334 10−2;b1= 4.62910−7; b2 = 3.862 10−8; b3 = −0.8910−8;b4= 2.65710−5;
In[11]:= l= l25 I1 + α HT−T1L +β HT−T1L2M;In[12]:= f= HT− T0L HT+ 570.82L;In[13]:= ne@ λ_,T_D = $a1+ b1f +
a2 + b2fλ2 − Ha3+ b3 fL2 +
a4 + b4fλ2 − a52
− a6 λ2 ;
0.8 1.2 1.4 1.6λ HµmL2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
nIndice de NbLiO3
T: 25°C → 125 °C
NbLiO3
5000 V
10 kg/cm2
Retournement dans lesFerroélectriques
M. Fejer et al (Standord)
Collage moléculaire (GaAs, ZnSe)TRT, ONERA, Stanford
GaAsZnSe…..
Techniques de quasi-accord de phase
Biréfringence de FresnelR. Haidar et al (ONERA)
Croissance localiséeE. Lallier et al; M. Fejer et al
Ge
Periodically Poled Lithium Niobate
5
4
3
2
1
wav
elen
gth
(µm
)
313029282726
period (µm)
T=150 °C
Longueur d’onde généréePour une pompe de 1.064 µm
4.8
4.6
4.4
4.2
4.0w
avel
eng
th (µ
m)
20018016014012010080
T (°C)
period =
28 µm
27.5 µm
27 µm
26.5 µm
26 µm
Longueur d’onde généréeen fonction de la température
0 100 200 300 400 5000
2
4
6
8
Ps+
Pi [
mW
]
Pp,ext [mW]
1520 1540 15602800
3000
3200λ s,
λ i [nm
]
λp [nm]
R > 95 %
operating wavelengths
PMIR forward
Power Characteristic:
P p,th = 14 mW !
Solner et alUniversité de Paderborn
Seuil dans les DROPO: La percée des matériaux retournés périodiquement
2
3
4
5
678
0.1
2
3
Ave
rag
e p
ow
er (
W)
5.04.54.03.53.0
Idler wavelength (µm)
cw
pulsed 20 ns
PPLN
0.01
0.1
1
10
aver
age
po
wer
(W)
5 6 7 8 91
2 3 4 5 6 7 8 910
2 3 4 5
deff (pm/V)
PPLN
BBO
KTP
PPGaAs
2 cm
40 µmf = 10 kHz
20 ns
98% 98%
Modèle mécano-quantique de l’optique non linéaire
Équations de couplage paramétrique: aspect ondulatoireÉquations de modes couplésDoublage de fréquenceDésaccord de phase
Équations de Manley-Rowe: aspect corpusculaireAmplification paramétriqueOscillation paramétrique optiqueQuasi-accord de phaseQuelques applications et développements actuels
OSCILLATEURS PARAMETRIQUES OPTIQUES
4 5 6 7 8 91
2 3 4 5 6 7 8 910
Laser wavelength (µm)
AlGaN
AlGaAs
InGaAsP
InGaAsSb
InAsSb
PbSSe
PbSnTe
QCL
CRYOGENY
Diodes laservs
OPO
single Pulsed OPO Single diodeTunability
DROPO monofréquentiel ultra-compact
28,4 28,6 28,8 29,0 29,2 29,4 29 ,6 29,8 30,03,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9
4,0 mesuré calculé
λ id
ler (
µm)
réseaux du PPLN (µm) Performances :f ~ 15 kHz, 20 nsSeuil: 1 µJE = few µJ/pulse, M2 <1.2Linewidth: 80 MHzMode hop free: 3 to 4.6 µm
Parametric gain
ωsω c
Single frequency emission
gain = 0gain = 0
Entangled cavities OPO
ωp
ωiωs
Entangled cavities OPO
PPLN
Coll: LKB, TRT
2556 2557 2558 2559 2560 25610.0
0.5
1.0
Tra
nsm
issi
on
ωi[cm-1]
2556 2557 2558 2559 2560 25610.0
0.5
1.0
P18FP18E
P8 P3
P23FP23E
Tran
smis
sion
2557.6 2557.8 2558.0 2558.2 2558.4 2558.6 2558.80.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 P6
P2
1f
P2
1e
Tra
nsm
issi
on
ωi [cm-1]
2557.6 2557.8 2558.0 2558.2 2558.4 2558.6 2558.80.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Tra
nsm
issi
on
ωi [cm-1]
9 10 11 12 1318
24
30
36
42
A
ngl
e α (°
)DFG wavelength (µm)
σππ πσπ πσσ
distance through the crystal
resonant φ F = π
nonresonant φ F ≠ π
no phase matching
t t'
+ φF
ΛC
α
De nouvelles stratégies de quasi-accord de phase:Biréfringence artifielle par Fresnel Phase Matching
Haidar, Baudrier, Godard, Rosencher, 2000 - 2005
De nouvelles stratégies de quasi-accord de phase:Biréfringence artificielle dans un guide d’onde
3.60
3.50
3.40
3.30
3.20
3.10
3.00
2.90
effe
ctiv
e in
dex
1600140012001000800
energy (meV)
AlGaAs
GaAs/AlOx
ncore
TE
TM
nsub
TM(ω/2)
Phase matching
AIR
GaAs/Alox
Al0.7Ga0.3As
Al0.7Ga0.3As
Al0.97Ga0.03As
ω ω1 2 ω3 = ω2 − ω1
k1
k1 k2
k2
k3
k3
Biréfringence artificielle dans un guide d’onde
1.056 1.058 1.060 1.062 1.064 1.066
0
1
2
3
4M
id-IR
pow
er (n
W)
Ti:Sa wavelength (µm)
0 50 100 150
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
λ (µ
m)
T (°C)
Fiore, Berger, Rosencher, Nagle, Nature 98
Biréfringence artificielle dans un guide d’onde
Microtechnologie de l‘optique intégrée
LiNbO3
Photolithographical definition of Ti stripes (15 to 30 µm wide, 160 nm thick)
Ti-indiffusion (31 h @ 1060 °C)
Grinding
Complete polarisation reversal
Electric field periodic poling
Z-cutX-propagation
Annealing(2 h @ 120 °C)
Photolithographical definition of photoresist( =30.6..31.6 µm)Λ
Dielectric MirrorsHR@ , ; HT@λ λ λS PI
λP
λPλS
λI
P = 4.2mWth
W. Sohler et al, Université de Paderborn
Source paramétrique dans l’UltraViolet lointain
Pression (Torr)
0
1
0 20 40 60 80 100
H2ArKrXe
29th
harm
onic
27 nm
Lumière cohérent EUVImpulsion femtoseconde
Fibre creuse remplie d’un gaz rare
Λ fonction de la pression du gaz
Acccord de phase entre 28 - 90 eV
Rundquist et al, Science 280, 1412 (1998) (Univ. Michigan)
Laser CO2
Λ
103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024100
microwaves visible
kilo mega giga tera peta exa zetta yotta
x-ray γ -ray
THz GapElectronics industry Photonics industry
Hz
Frequency (Hz)dc
in different units: 1 THz ~ 1 ps ~ 300 µm ~ 4.1 meV ~ 47.6 oK
Waveguide Lens and mirrorClassical transport Quantum transition
THz range
Kodo Kawase and Hiromasa Ito (RIKEN)
OPO aux téraHertz
Extraire l’onde THzavant sa réabsorption
Non linéarité résonante (phonon acoustique)
Kodo Kawase and Hiromasa Ito (RIKEN)
OPO aux téraHertz
Accordabilité de 500 % !!!
Vers une nouvelle spectroscopie