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-2 4
. +z
B. Honerlage
Figure 32 : Montage expérimentai de Z-Scan [39].
Le faisceau dont la répartition d’intensité I(r) est de forme gaussienne, est focalisé par
une lentille au point z = O de son axe de propagation. Au-delà de ce point, à une dizaine de
fois la distance de Rayleigh, une fraction du faisceau est extraite à l’aide d’un diaphragme de
faible ouverture. Le Z-Scan consiste à mesurer avec la photodiode D2 la variation de
l’intensité du faisceau transmis par le diaphragme en fonction de la position de l’échantillon
de part et d’autre du point de focalisation (z = O) du faisceau. Si l’échantillon montre un effet
Kerr, n est de la forme
où la distribution radiale du champ électrique (E(r)12 est proportionnelle à I(r). Si
l’échantillon se trouve loin du foyer, l’intensité est faible et son indice de réfraction est
spatialement constant. Plus proche du foyer, I devient important et l’échantillon joue le rôle
d’une deuxième lentille qui focalise ou défocalise le faisceau, suivant le signe du coefficient
de Kerr n2 . Ceci déplace le foyer du système lentille/échantillon, et à intensité incidente
constante, (qui est mesurée après une lame séparatrice par le détecteur D1) le détecteur D2
reçoit une intensité plus ou moins grande. Cette intensité transmise par le diaphragme dépend
du signe de n2 et de la position de l’échantillon par rapport à z = O. Pour des faisceaux
gaussiens l’intensité transmise par le diaphragme peut être calculée en fonction de z et le
résultat est montré sur la figure 33 pour le cas où l’absorption non linéaire est négligeable. Les
deux courbes sont obtenues pour n2 < O (trait pointillé) et n2 > O (trait plein).
& est la longueur de diffraction du faisceau qui dépend de la longueur d’onde et du
diamètre de la tache de focalisation. Du fait de la focalisation ou de la défocalisation induite
discutée précédemment, les courbes sont asymétriques par rapport à z = O. Si l’échantillon
montre aussi une absorption induite, on peut la déterminer par la même approche en ouvrant
le diaphragme. Dans ce cas, le changement d’indice ne joue aucun rôle parce que D2 détecte
toujours l’ensemble de la lumière transmise par l’échantillon. Celui-ci absorbe plus quand
l’échantillon est au foyer de la lentille (à z = O) que quand il est en dehors du foyer.
Comme le montre la figure 34, l’intensité transmise est une fonction symétrique par
rapport à z =O. En effectuant des mesures avec (fig. 34b) et sans (fig. 34a) diaphragme,
l’absorption induite et le changement d’indice peuvent être déterminés simultanément.
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B. Honerlage
Figure 32 : Montage expérimentai de Z-Scan [39].
Le faisceau dont la répartition d’intensité I(r) est de forme gaussienne, est focalisé par
une lentille au point z = O de son axe de propagation. Au-delà de ce point, à une dizaine de
fois la distance de Rayleigh, une fraction du faisceau est extraite à l’aide d’un diaphragme de
faible ouverture. Le Z-Scan consiste à mesurer avec la photodiode D2 la variation de
l’intensité du faisceau transmis par le diaphragme en fonction de la position de l’échantillon
de part et d’autre du point de focalisation (z = O) du faisceau. Si l’échantillon montre un effet
Kerr, n est de la forme
où la distribution radiale du champ électrique (E(r)12 est proportionnelle à I(r). Si
l’échantillon se trouve loin du foyer, l’intensité est faible et son indice de réfraction est
spatialement constant. Plus proche du foyer, I devient important et l’échantillon joue le rôle
d’une deuxième lentille qui focalise ou défocalise le faisceau, suivant le signe du coefficient
de Kerr n2 . Ceci déplace le foyer du système lentille/échantillon, et à intensité incidente
constante, (qui est mesurée après une lame séparatrice par le détecteur D1) le détecteur D2
reçoit une intensité plus ou moins grande. Cette intensité transmise par le diaphragme dépend
du signe de n2 et de la position de l’échantillon par rapport à z = O. Pour des faisceaux
gaussiens l’intensité transmise par le diaphragme peut être calculée en fonction de z et le
résultat est montré sur la figure 33 pour le cas où l’absorption non linéaire est négligeable. Les
deux courbes sont obtenues pour n2 < O (trait pointillé) et n2 > O (trait plein).
& est la longueur de diffraction du faisceau qui dépend de la longueur d’onde et du
diamètre de la tache de focalisation. Du fait de la focalisation ou de la défocalisation induite
discutée précédemment, les courbes sont asymétriques par rapport à z = O. Si l’échantillon
montre aussi une absorption induite, on peut la déterminer par la même approche en ouvrant
le diaphragme. Dans ce cas, le changement d’indice ne joue aucun rôle parce que D2 détecte
toujours l’ensemble de la lumière transmise par l’échantillon. Celui-ci absorbe plus quand
l’échantillon est au foyer de la lentille (à z = O) que quand il est en dehors du foyer.
Comme le montre la figure 34, l’intensité transmise est une fonction symétrique par
rapport à z =O. En effectuant des mesures avec (fig. 34b) et sans (fig. 34a) diaphragme,
l’absorption induite et le changement d’indice peuvent être déterminés simultanément.