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B. Honerlage
Cette méthode est très élégante parce qu’elle permet de déterminer G et la longueur à
partir de laquelle l’émission spontanée amplifiée sature sans que l’on soit obligé de construire
une cavité autour de l’échantillon ou de l’utiliser comme milieu actif d‘un amplificateur
optique.
5. RÉSEAUX INDUITS PAR LASER
Nous avons vu dans ces derniers chapitres que l’excitation d’un échantillon par un champ
électromagnétique peut provoquer une réponse non linéaire. Ainsi, son indice de réfraction
euou son coefficient d’absorption sont modifiés. Cet effet est utilisé dans les expériences de
réseaux induits par laser [62] ou, plus généralement, dans les expériences de mélange à 4
ondes [63,64]. Pour expliquer le schéma général de cette technique, nous considérons dans un
premier temps une impulsion lumineuse cohérente qui traverse un séparateur de faisceaux et
est ainsi divisée en deux faisceaux Pl et P2 de vecteurs d’ondes k; et k; d’intensité Il et 12 et
de même longueur d‘onde A
.
,
,
. Les impulsions sont focalisées sur un échantillon. Lmsqu’ils
sont en coïncidence temporelle et spatiale à la surface de l’échantillon, ils y forment une
figure d’interférences qui n’est autre qu’une modulation spatiale périodique de l’intensité
lumineuse dans le milieu. Cette modulation est maximale si II = I2 et dans ce cas l’intensité
totale I varie périodiquement entre O et 411. À cause de la non-linéarité, le milieu présente
également une variation spatiale périodique de son indice complexe de réfraction et il se
comporte comme un réseau de diffraction. Le vecteur Q du réseau et son pas A sont fonctions
de l’angle 8 que font entre elles les deux impulsions incidentes :
Q = f(k; - k,) (par convention, on choisit dans la suite Q = kz - k, ) (56)
Le réseau est induit par une variation de l’indice complexe de réfraction. Si cette
variation est due à une variation de l’indice réel, on parle de réseau de phase. Au contraire, on
parle de réseau d’amplitude lorsqu’elle est due à une variation de l’absorption. La présence de
l’un de ces deux cas est déterminée par l’énergie de photons excitateurs :
s’ils sont en résonance avec une transition électronique du milieu, l’absorption varie
fortement et l’indice réel très peu : on est dans le cas d’un réseau d’amplitude.
*s’ils sont décalés par rapport à la résonance, la variation d’indice, complexe est
essentiellement due à une variation d’indice réel : c’est un réseau de phase.
Du fait de la variation périodique spatiale, le vecteur d’onde d’une quasi-particule n’est
défini qu’à m.0 près où m est un entier. Ainsi, lorsqu’un faisceau P3 de vecteur d’onde k, et
d’intensité 13 teste le réseau de diffraction de vecteur Q , il s’y diffracte, à l’ordre m dans la
direction l4 donnée par la relation :
k4 =k, +m.Q
B. Honerlage
Cette méthode est très élégante parce qu’elle permet de déterminer G et la longueur à
partir de laquelle l’émission spontanée amplifiée sature sans que l’on soit obligé de construire
une cavité autour de l’échantillon ou de l’utiliser comme milieu actif d‘un amplificateur
optique.
5. RÉSEAUX INDUITS PAR LASER
Nous avons vu dans ces derniers chapitres que l’excitation d’un échantillon par un champ
électromagnétique peut provoquer une réponse non linéaire. Ainsi, son indice de réfraction
euou son coefficient d’absorption sont modifiés. Cet effet est utilisé dans les expériences de
réseaux induits par laser [62] ou, plus généralement, dans les expériences de mélange à 4
ondes [63,64]. Pour expliquer le schéma général de cette technique, nous considérons dans un
premier temps une impulsion lumineuse cohérente qui traverse un séparateur de faisceaux et
est ainsi divisée en deux faisceaux Pl et P2 de vecteurs d’ondes k; et k; d’intensité Il et 12 et
de même longueur d‘onde A
.
,
,
. Les impulsions sont focalisées sur un échantillon. Lmsqu’ils
sont en coïncidence temporelle et spatiale à la surface de l’échantillon, ils y forment une
figure d’interférences qui n’est autre qu’une modulation spatiale périodique de l’intensité
lumineuse dans le milieu. Cette modulation est maximale si II = I2 et dans ce cas l’intensité
totale I varie périodiquement entre O et 411. À cause de la non-linéarité, le milieu présente
également une variation spatiale périodique de son indice complexe de réfraction et il se
comporte comme un réseau de diffraction. Le vecteur Q du réseau et son pas A sont fonctions
de l’angle 8 que font entre elles les deux impulsions incidentes :
Q = f(k; - k,) (par convention, on choisit dans la suite Q = kz - k, ) (56)
Le réseau est induit par une variation de l’indice complexe de réfraction. Si cette
variation est due à une variation de l’indice réel, on parle de réseau de phase. Au contraire, on
parle de réseau d’amplitude lorsqu’elle est due à une variation de l’absorption. La présence de
l’un de ces deux cas est déterminée par l’énergie de photons excitateurs :
s’ils sont en résonance avec une transition électronique du milieu, l’absorption varie
fortement et l’indice réel très peu : on est dans le cas d’un réseau d’amplitude.
*s’ils sont décalés par rapport à la résonance, la variation d’indice, complexe est
essentiellement due à une variation d’indice réel : c’est un réseau de phase.
Du fait de la variation périodique spatiale, le vecteur d’onde d’une quasi-particule n’est
défini qu’à m.0 près où m est un entier. Ainsi, lorsqu’un faisceau P3 de vecteur d’onde k, et
d’intensité 13 teste le réseau de diffraction de vecteur Q , il s’y diffracte, à l’ordre m dans la
direction l4 donnée par la relation :
k4 =k, +m.Q