L 'effet photoréfractif
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cette distribution de charge se calcule à partir de l'équation de Poisson. Sa forme diffère
totalement du profil gaussien du faisceau. En particulier elle possède deux maxima et deux
minima qui vont se comporter, en première approximation, comme des lentilles convergentes
et divergentes. Ces lentilles déforment le front d'onde du faisceau incident. I1 faut noter que ce
processus d'interaction du faisceau avec la variation d'indice induite se produit dans toutes les
tranches du matériau suivant la direction de propagation. A la sortie de l'échantillon
photoréfractif et pour des variations d'indice importantes, le profil du faisceau est très
difficilement prévisible. Nous venons de décrire le "dommage optique".
I1 existe un cas particulier où la relation entre la figure d'illumination et le profil d'indice
est simple. I1 s'agit de la figure d'intensité quasi-périodique produite par l'interférence d'une
onde signal avec une onde référence. Ainsi qu'illustré sur la figure l.b, la variation d'indice
reproduit la figure d'interférence sous la forme dun réseau de phase de même période. Sur
cette figure nous avons introduit un déphasage cp entre le réseau d'illumination et la figure de
charge. Ce déphasage peut provenir de l'application d'un champ électrique au matériau.
L'information portée par l'onde signal sous forme d'une variation de phase ou
d'amplitude est alors codée sur la variation de phase ou d'amplitude du réseau d'indice. Ce
réseau d'indice peut être modifié en temps réel par les ondes d'écriture ou par d'autres
faisceaux. L'information ainsi traitée peut être extraite simultanément en observant par
exemple l'onde diffractée dans la direction de l'onde signal. Ce type d'expériences est appelé
holographie dynamique.
Sauf exception, pour mettre à profit l'effet photoréfractif il est nécessaire de passer par
l'intermédiaire d'un réseau d'illumination.
2.2 Présentation du modèle
Deux modèles distincts ont été développés pour rendre compte de la variation d'indice
optiquement induite dans les matériaux électro-optiques. Ils diffèrent par le mécanisme
responsable du transport de charge mais tous les deux considèrent l'existence de charges
électriques piégées dans des "sites" ou "niveaux" dus à des défauts de la maille cristalline ou à
des impuretés. L'origine et la nature de ces sites ou niveaux ne sont pas toujours bien connues
et des travaux de spectroscopie sont activement développés pour les déterminer.
Le modèle de transport par saut de la charge dun site à un autre avec une probabilité de
saut dépendant de la différence de potentiel entre ces sites a été développé en 1980 par R.W.
Hellwarth et col. [5, 61. Ce modèle, bien que décrivant parfaitement l'effet photoréfractif,
possède l'inconvénient de devoir définir une fonction "différence de potentiel entre sites",
inconnue a priori. Certaines de ces fonctions permettent de reproduire les prédictions du
second modèle dit de "transport par les bandes". Pour expliquer les résultats expérimentaux
observés lors de l'application au,matériau dun champ électrique [7, 81, la forme de cette
fonction doit être très complexe. Etant donné que ces résultats sont très facilement décrits par
le modèle de transport par les bandes, le modèle de transport par saut est présentement
délaissé. I1 pourrait retrouver un intérêt pour l'étude des matériaux organiques photoréfractifs.
Le modèle de transport par les bandes est largement utilisé à l'heure actueJle. I1 décrit le
transport de charge dans des matériaux cristallins et considère que celui-ci s'effectue par
l'intermédiaire des porteurs libres se déplaçant dans la bande de conduction etlou dans la
bande de valence. Ce modèle de transport s'inspire de ceux utilisés pour décrire la
photoconduction dans les semi-conducteurs. I1 fut proposé dès 1969 pour décrire l'effet
photoréfractif [3]. I1 a d'abord été résolu pour des cas particuliers [9-181 (longueurs de
diffusion très petites ou très grandes devant la période de la variation d'intensité lumineuse).
Le développement le plus utile fut donné par Kukhtarev et col. en 1979 [19,20].
Les longueurs d'onde d'excitation correspondant au domaine de transparence du
matériau, on a admis l'existence de niveaux photoexcitables situés dans la bande interdite du
cristal. Ces niveaux sont partiellement remplis d'électrons. Ils sont dus à des centres dits
profonds qui existent sous au moins deux états de valence. L'existence, en l'absence
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cette distribution de charge se calcule à partir de l'équation de Poisson. Sa forme diffère
totalement du profil gaussien du faisceau. En particulier elle possède deux maxima et deux
minima qui vont se comporter, en première approximation, comme des lentilles convergentes
et divergentes. Ces lentilles déforment le front d'onde du faisceau incident. I1 faut noter que ce
processus d'interaction du faisceau avec la variation d'indice induite se produit dans toutes les
tranches du matériau suivant la direction de propagation. A la sortie de l'échantillon
photoréfractif et pour des variations d'indice importantes, le profil du faisceau est très
difficilement prévisible. Nous venons de décrire le "dommage optique".
I1 existe un cas particulier où la relation entre la figure d'illumination et le profil d'indice
est simple. I1 s'agit de la figure d'intensité quasi-périodique produite par l'interférence d'une
onde signal avec une onde référence. Ainsi qu'illustré sur la figure l.b, la variation d'indice
reproduit la figure d'interférence sous la forme dun réseau de phase de même période. Sur
cette figure nous avons introduit un déphasage cp entre le réseau d'illumination et la figure de
charge. Ce déphasage peut provenir de l'application d'un champ électrique au matériau.
L'information portée par l'onde signal sous forme d'une variation de phase ou
d'amplitude est alors codée sur la variation de phase ou d'amplitude du réseau d'indice. Ce
réseau d'indice peut être modifié en temps réel par les ondes d'écriture ou par d'autres
faisceaux. L'information ainsi traitée peut être extraite simultanément en observant par
exemple l'onde diffractée dans la direction de l'onde signal. Ce type d'expériences est appelé
holographie dynamique.
Sauf exception, pour mettre à profit l'effet photoréfractif il est nécessaire de passer par
l'intermédiaire d'un réseau d'illumination.
2.2 Présentation du modèle
Deux modèles distincts ont été développés pour rendre compte de la variation d'indice
optiquement induite dans les matériaux électro-optiques. Ils diffèrent par le mécanisme
responsable du transport de charge mais tous les deux considèrent l'existence de charges
électriques piégées dans des "sites" ou "niveaux" dus à des défauts de la maille cristalline ou à
des impuretés. L'origine et la nature de ces sites ou niveaux ne sont pas toujours bien connues
et des travaux de spectroscopie sont activement développés pour les déterminer.
Le modèle de transport par saut de la charge dun site à un autre avec une probabilité de
saut dépendant de la différence de potentiel entre ces sites a été développé en 1980 par R.W.
Hellwarth et col. [5, 61. Ce modèle, bien que décrivant parfaitement l'effet photoréfractif,
possède l'inconvénient de devoir définir une fonction "différence de potentiel entre sites",
inconnue a priori. Certaines de ces fonctions permettent de reproduire les prédictions du
second modèle dit de "transport par les bandes". Pour expliquer les résultats expérimentaux
observés lors de l'application au,matériau dun champ électrique [7, 81, la forme de cette
fonction doit être très complexe. Etant donné que ces résultats sont très facilement décrits par
le modèle de transport par les bandes, le modèle de transport par saut est présentement
délaissé. I1 pourrait retrouver un intérêt pour l'étude des matériaux organiques photoréfractifs.
Le modèle de transport par les bandes est largement utilisé à l'heure actueJle. I1 décrit le
transport de charge dans des matériaux cristallins et considère que celui-ci s'effectue par
l'intermédiaire des porteurs libres se déplaçant dans la bande de conduction etlou dans la
bande de valence. Ce modèle de transport s'inspire de ceux utilisés pour décrire la
photoconduction dans les semi-conducteurs. I1 fut proposé dès 1969 pour décrire l'effet
photoréfractif [3]. I1 a d'abord été résolu pour des cas particuliers [9-181 (longueurs de
diffusion très petites ou très grandes devant la période de la variation d'intensité lumineuse).
Le développement le plus utile fut donné par Kukhtarev et col. en 1979 [19,20].
Les longueurs d'onde d'excitation correspondant au domaine de transparence du
matériau, on a admis l'existence de niveaux photoexcitables situés dans la bande interdite du
cristal. Ces niveaux sont partiellement remplis d'électrons. Ils sont dus à des centres dits
profonds qui existent sous au moins deux états de valence. L'existence, en l'absence