on obtient :
ou encore :
et :
Méthodes expérimentales de l’optique non linéaire
n(w)= -(E, +(E: +ES)“’”)
[:
1’”
95
Avec ces dernières définitions, la partie réelle de la quantité de mouvement devient :
Re&) = O n(o)/c
(26)
qui gouverne la propagation des polaritons, et le coefficient d’absorption a est donné par
a = 2 O S(O)/C
(27)
Le facteur 2 dans l’équation (27) a son origine dans le fait que le coefficient d’extinction 6
décrit la diminution de l’amplitude d’un champ électromagnétique se propageant dans le
milieu quand a est celui de l’intensité. Cette dernière est proportionnelle à l’amplitude du
champ au carré.
À partir de l‘équation (22) nous pouvons déterminer les propriétés de propagation et
d’atténuation d’un champ électromagnétique dans un matériau. À l’interface entre l’air et le
matériau, il y a réflexion. À incidence normale, la réflexion Rl est donnée par n et 5 et on
obtient :
R -z= z [n(w) - 11’ +{(W)’”
zi (n + 1)’”
1 -
où I, et Ii sont respectivement les intensités réfléchie et incidente. À des incidences obliques, R
est donné par les formules de Fresnel [3]. I1 est important de noter que S(O) prend des valeurs
importantes à la résonance (@
Normalement, n (O) est déterminé par des méthodes linéaires comme par la méthode du
prisme ou à partir des franges d’interférence ou ellipsométrie, mais nous verrons par la suite
qu’il existe aussi des méthodes optiques non linéaires puissantes qui permettent de le faire.
Une méthode originale qui utilise une détection non linéaire est la méthode de temps de
vol. La figure 3a schématise un montage type : des impulsions courtes, qccordables en
fréquence, traversent l’échantillon. Avec une impulsion synchrone de référence on enregistre
la corrélation croisée des deux impulsions. À cause de l’indice de réfraction du matériau,
l’impulsion test est retardée par rapport au temps de parcours dans le vide et le retard est ainsi
mesuré. En connaissant l’épaisseur de l’échantillon, on peut calculer la vitesse de groupe vg
qui est donnée par dddk. La figure 3b montre un exemple où la vitesse de groupe d’un film
de CuCl a été mesurée par cette méthode et la dispersion reconstruite [4].
Jusqu’à présent, nous avons discuté la réponse linéaire d’un matériau soumis à un champ
électromagnétique. Si le système est soumis à une forte intensité d’excitation résonante, on
créé des quasi-particules électroniques réelles. À cause de la nature de Fermion des électrons,
ou encore :
et :
Méthodes expérimentales de l’optique non linéaire
n(w)= -(E, +(E: +ES)“’”)
[:
1’”
95
Avec ces dernières définitions, la partie réelle de la quantité de mouvement devient :
Re&) = O n(o)/c
(26)
qui gouverne la propagation des polaritons, et le coefficient d’absorption a est donné par
a = 2 O S(O)/C
(27)
Le facteur 2 dans l’équation (27) a son origine dans le fait que le coefficient d’extinction 6
décrit la diminution de l’amplitude d’un champ électromagnétique se propageant dans le
milieu quand a est celui de l’intensité. Cette dernière est proportionnelle à l’amplitude du
champ au carré.
À partir de l‘équation (22) nous pouvons déterminer les propriétés de propagation et
d’atténuation d’un champ électromagnétique dans un matériau. À l’interface entre l’air et le
matériau, il y a réflexion. À incidence normale, la réflexion Rl est donnée par n et 5 et on
obtient :
R -z= z [n(w) - 11’ +{(W)’”
zi (n + 1)’”
1 -
où I, et Ii sont respectivement les intensités réfléchie et incidente. À des incidences obliques, R
est donné par les formules de Fresnel [3]. I1 est important de noter que S(O) prend des valeurs
importantes à la résonance (@
Normalement, n (O) est déterminé par des méthodes linéaires comme par la méthode du
prisme ou à partir des franges d’interférence ou ellipsométrie, mais nous verrons par la suite
qu’il existe aussi des méthodes optiques non linéaires puissantes qui permettent de le faire.
Une méthode originale qui utilise une détection non linéaire est la méthode de temps de
vol. La figure 3a schématise un montage type : des impulsions courtes, qccordables en
fréquence, traversent l’échantillon. Avec une impulsion synchrone de référence on enregistre
la corrélation croisée des deux impulsions. À cause de l’indice de réfraction du matériau,
l’impulsion test est retardée par rapport au temps de parcours dans le vide et le retard est ainsi
mesuré. En connaissant l’épaisseur de l’échantillon, on peut calculer la vitesse de groupe vg
qui est donnée par dddk. La figure 3b montre un exemple où la vitesse de groupe d’un film
de CuCl a été mesurée par cette méthode et la dispersion reconstruite [4].
Jusqu’à présent, nous avons discuté la réponse linéaire d’un matériau soumis à un champ
électromagnétique. Si le système est soumis à une forte intensité d’excitation résonante, on
créé des quasi-particules électroniques réelles. À cause de la nature de Fermion des électrons,