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G. Pauliat et G. Roosen
consiste à couper le matériau de sorte qu'il ne puisse pas exister de cavité avec des réflexions
totales. Un exemple est donné dans la référence [ 1141.
5.4.2.3 Autres sources de bruit
Nous venons de décrire les deux principales causes de bruit dans les amplificateurs
photoréfractifs. Il faut néanmoins savoir que d'autres sources de bruit ou de distorsion
d'images [ 1151 existent.
Elles peuvent avoir pour origine les non-linéarités de l'effet photoréfractif que nous
avons décrites dans le paragraphe 2.5. Ces réseaux harmoniques peuvent rediffracter la
lumière incidente. Même s'ils se trouvent hors de l'incidence de Bragg, ces réseaux parasites
ne sont pas forcément négligeables. En effet, ils peuvent être la source de faisceaux parasites
qui seront ensuite amplifiés par mélange d'ondes. Si le gain photoréfractif est fort, ces
faisceaux parasites deviennent importants.
Une autre source de bruit bien identifiée provient du couplage à deux ondes entre les
différentes composantes de Fourier qui composent le faisceau image. Ce bruit est
généralement négligeable tant que le faisceau de référence reste fort devant le faisceau image.
De plus, il est parfois possible de choisir la configuration photoréfractive de sorte que le
couplage d'énergie produit par les réseaux de grands pas (donc entre les composantes de
Fourier de l'image) soit bien plus faible que pour les réseaux de petit pas (donc entre l'image
et le faisceau de référence). On peut par exemple jouer avec la valeur du champ de charge
d'espace. Dans les matériaux dans lesquels le déplacement des charges s'effectue uniquement
par diffusion on peut faire en sorte que l'angle entre le faisceau de référence et le faisceau
image corresponde au maximum du champ photoréfractif (voir figure 5). Ce n'est plus
possible si ce déplacement est assisté par un champ électrique appliqué. Il faut alors jouer sur
la dépendance du coefficient électro-optique effectif avec les angles.
5.4.2.4 Techniques de réduction du bruit
De nombreuses techniques ont été proposées pour réduire l'importance de la coma
photoréfractive et éliminer les oscillations à l'intérieur de l'échantillon. On pourra consulter
avec profit les articles des références [114-1211.
Les oscillations peuvent être éliminées en traitant anti-reflet les faces de l'échantillon et
en le coupant suivant des géométries particulières pour éliminer les cavités à grands
coefficients de surtension [114, 1161. Une autre possibilité consiste à faire tourner lentement
l'échantillon autour dun axe perpendiculaire au plan d'incidence [ 1161. Cette technique, très
efficace, réduit également la coma photoréfractive. Celle-ci peut aussi être diminuée en
utilisant des faisceaux de faible section de sorte que la longueur d'interaction entre ces
faisceaux et la lumière diffusée soit faible [112].
5.5 Oscillateurs photoréfractifs
Les oscillateurs à gain photoréfractif sont des cavités résonantes telles qu'utilisées dans les
sources laser, mais dans lesquelles le milieu amplificateur laser est remplacé par un
amplificateur photoréfractif qui couple de J'énergie entre un ou des faisceaux de pompe vers
un ou des faisceaux qui oscillent dans cette cavité. Ces systèmes sont d u n grand intérêt car ils
sont à la base de la construction de nombreux composants, tels que les miroirs à conjugaison
de phase autopompés que nous décrirons dans le chapitre 6. Dans ce qui suit, nous allons
présenter les principales caractéristiques de ces systèmes en étudiant la plus simple des
cavités, la cavité unidirectionnelle en anneau avec amplificateur par mélange à deux ondes.
5.5.1 Principe de fonctionnement
De nombreuses démonstrations d'oscillateurs photoréfractifs par mélange à deux ondes ont
été effectuées; le transport de charge dans l'amplificateur photoréfractif pouvant aussi bien
s'effectuer par diffusion [122-1241, avec l'aide d'un champ électrique appliqué [125] ou avec
G. Pauliat et G. Roosen
consiste à couper le matériau de sorte qu'il ne puisse pas exister de cavité avec des réflexions
totales. Un exemple est donné dans la référence [ 1141.
5.4.2.3 Autres sources de bruit
Nous venons de décrire les deux principales causes de bruit dans les amplificateurs
photoréfractifs. Il faut néanmoins savoir que d'autres sources de bruit ou de distorsion
d'images [ 1151 existent.
Elles peuvent avoir pour origine les non-linéarités de l'effet photoréfractif que nous
avons décrites dans le paragraphe 2.5. Ces réseaux harmoniques peuvent rediffracter la
lumière incidente. Même s'ils se trouvent hors de l'incidence de Bragg, ces réseaux parasites
ne sont pas forcément négligeables. En effet, ils peuvent être la source de faisceaux parasites
qui seront ensuite amplifiés par mélange d'ondes. Si le gain photoréfractif est fort, ces
faisceaux parasites deviennent importants.
Une autre source de bruit bien identifiée provient du couplage à deux ondes entre les
différentes composantes de Fourier qui composent le faisceau image. Ce bruit est
généralement négligeable tant que le faisceau de référence reste fort devant le faisceau image.
De plus, il est parfois possible de choisir la configuration photoréfractive de sorte que le
couplage d'énergie produit par les réseaux de grands pas (donc entre les composantes de
Fourier de l'image) soit bien plus faible que pour les réseaux de petit pas (donc entre l'image
et le faisceau de référence). On peut par exemple jouer avec la valeur du champ de charge
d'espace. Dans les matériaux dans lesquels le déplacement des charges s'effectue uniquement
par diffusion on peut faire en sorte que l'angle entre le faisceau de référence et le faisceau
image corresponde au maximum du champ photoréfractif (voir figure 5). Ce n'est plus
possible si ce déplacement est assisté par un champ électrique appliqué. Il faut alors jouer sur
la dépendance du coefficient électro-optique effectif avec les angles.
5.4.2.4 Techniques de réduction du bruit
De nombreuses techniques ont été proposées pour réduire l'importance de la coma
photoréfractive et éliminer les oscillations à l'intérieur de l'échantillon. On pourra consulter
avec profit les articles des références [114-1211.
Les oscillations peuvent être éliminées en traitant anti-reflet les faces de l'échantillon et
en le coupant suivant des géométries particulières pour éliminer les cavités à grands
coefficients de surtension [114, 1161. Une autre possibilité consiste à faire tourner lentement
l'échantillon autour dun axe perpendiculaire au plan d'incidence [ 1161. Cette technique, très
efficace, réduit également la coma photoréfractive. Celle-ci peut aussi être diminuée en
utilisant des faisceaux de faible section de sorte que la longueur d'interaction entre ces
faisceaux et la lumière diffusée soit faible [112].
5.5 Oscillateurs photoréfractifs
Les oscillateurs à gain photoréfractif sont des cavités résonantes telles qu'utilisées dans les
sources laser, mais dans lesquelles le milieu amplificateur laser est remplacé par un
amplificateur photoréfractif qui couple de J'énergie entre un ou des faisceaux de pompe vers
un ou des faisceaux qui oscillent dans cette cavité. Ces systèmes sont d u n grand intérêt car ils
sont à la base de la construction de nombreux composants, tels que les miroirs à conjugaison
de phase autopompés que nous décrirons dans le chapitre 6. Dans ce qui suit, nous allons
présenter les principales caractéristiques de ces systèmes en étudiant la plus simple des
cavités, la cavité unidirectionnelle en anneau avec amplificateur par mélange à deux ondes.
5.5.1 Principe de fonctionnement
De nombreuses démonstrations d'oscillateurs photoréfractifs par mélange à deux ondes ont
été effectuées; le transport de charge dans l'amplificateur photoréfractif pouvant aussi bien
s'effectuer par diffusion [122-1241, avec l'aide d'un champ électrique appliqué [125] ou avec