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LE VERRE
multiphoton et la photo-ionisation en avalanche. Le premier de ces processus se déroule lorsque deux ou plusieurs photons sont présents au
même point, au même instant à 10
–15 s près. Dans ce cas, les énergies des
photons s’additionnent et l’énergie résultante peut être suffisante pour
provoquer la libération d’un électron même si la matière est transparente
au rayonnement incident. Sous l’action du second processus, les électrons libérés par le premier sont accélérés par le champ électromagnétique de la lumière incidente et leur énergie cinétique est transmise aux
électrons voisins. La conjugaison de ces deux phénomènes provoque la
destruction du réseau vitreux et la vaporisation de la matière qui se
déroule à une vitesse telle que les phonons n’ont pas le temps de transmettre la chaleur à l’environnement de la zone ionisée. L’énergie lumineuse est ainsi entièrement consommée dans le phénomène d’ablation de
la matière.
Pour l’usinage du verre on utilise un laser de longueur d’onde 780 nm
émettant des impulsions de 150 fs à une fréquence de l’ordre du kHz
[129]. Le constructeur revendique une précision de gravure meilleure
qu’un micromètre. En outre le marquage du verre sous sa surface peut
être réalisé par ajustement de la focalisation du laser.
En 1988, on montra qu’une fibre optique de silice émet un rayonnement vert lorsqu’elle est éclairée par un laser infra- rouge très intense
[130] Cette « génération du second harmonique » provenant d’un milieu
isotrope comme l’est la silice parut très surprenante. On a suggéré
d’expliquer ce phénomène complexe à partir de l’existence de centres de
couleur dans la silice [131].
5. Effet photoélastique
Lorsque le verre est soumis à des contraintes mécaniques, ses atomes
se rapprochent selon la direction d’une contrainte de compression et
s’éloignent selon la direction d’une contrainte de traction. En outre [132],
par suite des déplacements relatifs des atomes, leurs nuages électroniques se déforment selon les directions des contraintes principales
(Fig. 3.11). Le verre sous contrainte est ainsi, pour ces deux raisons,
devenu anisotrope. Son indice de réfraction change selon l’angle que fait
la direction du vecteur électrique de l’onde lumineuse avec la direction de
la contrainte. L’amplitude Δn de cette variation s’appelle « biréfringence » :
Δn = C (σ 1 – σ 2 )
où σ 1 et σ 2 sont les contraintes principales. C est la constante de photoélasticité ou constante de Brewster. C varie selon la composition du verre.
Pour la silice, C = 3,52 TPa
–1 et pour le verre sodocalcique, C = 2,60 TPa
–1 .
LE VERRE
multiphoton et la photo-ionisation en avalanche. Le premier de ces processus se déroule lorsque deux ou plusieurs photons sont présents au
même point, au même instant à 10
–15 s près. Dans ce cas, les énergies des
photons s’additionnent et l’énergie résultante peut être suffisante pour
provoquer la libération d’un électron même si la matière est transparente
au rayonnement incident. Sous l’action du second processus, les électrons libérés par le premier sont accélérés par le champ électromagnétique de la lumière incidente et leur énergie cinétique est transmise aux
électrons voisins. La conjugaison de ces deux phénomènes provoque la
destruction du réseau vitreux et la vaporisation de la matière qui se
déroule à une vitesse telle que les phonons n’ont pas le temps de transmettre la chaleur à l’environnement de la zone ionisée. L’énergie lumineuse est ainsi entièrement consommée dans le phénomène d’ablation de
la matière.
Pour l’usinage du verre on utilise un laser de longueur d’onde 780 nm
émettant des impulsions de 150 fs à une fréquence de l’ordre du kHz
[129]. Le constructeur revendique une précision de gravure meilleure
qu’un micromètre. En outre le marquage du verre sous sa surface peut
être réalisé par ajustement de la focalisation du laser.
En 1988, on montra qu’une fibre optique de silice émet un rayonnement vert lorsqu’elle est éclairée par un laser infra- rouge très intense
[130] Cette « génération du second harmonique » provenant d’un milieu
isotrope comme l’est la silice parut très surprenante. On a suggéré
d’expliquer ce phénomène complexe à partir de l’existence de centres de
couleur dans la silice [131].
5. Effet photoélastique
Lorsque le verre est soumis à des contraintes mécaniques, ses atomes
se rapprochent selon la direction d’une contrainte de compression et
s’éloignent selon la direction d’une contrainte de traction. En outre [132],
par suite des déplacements relatifs des atomes, leurs nuages électroniques se déforment selon les directions des contraintes principales
(Fig. 3.11). Le verre sous contrainte est ainsi, pour ces deux raisons,
devenu anisotrope. Son indice de réfraction change selon l’angle que fait
la direction du vecteur électrique de l’onde lumineuse avec la direction de
la contrainte. L’amplitude Δn de cette variation s’appelle « biréfringence » :
Δn = C (σ 1 – σ 2 )
où σ 1 et σ 2 sont les contraintes principales. C est la constante de photoélasticité ou constante de Brewster. C varie selon la composition du verre.
Pour la silice, C = 3,52 TPa
–1 et pour le verre sodocalcique, C = 2,60 TPa
–1 .