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G. Pauliat et G. Roosen
Cette orientation optimale du vecteur réseau dépend peu de l'échantillon. En effet les valeurs
habituelles de Nef conduisent à des valeurs de 8 qui sont faibles (géométrie copropageante) et
qui interviennent donc peu dans l'expression (7.5) de re. Par exemple avec Ne# = 5 10" rn-, et
pour une longueur d'onde dans le vide de 5 14 nm , nous trouvons :
A = l p m et 8 = 6 " .
(7.10)
Pour cette configuration, le gain photoréfractif est très grand et vaut :
r = 80 cm-' .
(7.11)
Pour pouvoir atteindre ces grandes variations d'indice, et du fait de l'angle de réfraction limite,
il est nécessaire d'employer des échantillons dans une coupe dite à 45" de l'axe 2. Les faces
d'entrée et de sortie de l'échantillon seront des faces (O1 1). Avec un échantillon coupé à O" (i.e.
suivant les plans cristallographiques (IOO), (010) et (001)) les gains sont plus faibles mais des
valeurs de r = 20cm-I sont néanmoins courantes.
Le titanate de baryum peut également s'employer dans une configuration d'enregistrement
à 90°, c'est-à-dire avec deux faisceaux se croisant à angle droit. Cela peut être intéressant pour
des expériences de type mémoire car cette configuration optimise la sélectivité angulaire. Pour
cela la solution la plus simple est d'utiliser des ondes polarisées ordinairement et d'aligner le
réseau suivant l'axe E , donc avec = r,, . Le cristal devra également être coupé à 45" de l'axe 2
et les faisceaux entreront par des faces adjacentes.
Des configurations contrepropageantes sont également possibles.
Pour une analyse fine de l'effet photoréfractif il est nécessaire de prendre en compte l'effet
élasto-optique. I1 faut alors calculer les coefficients f" à partir de l'équation (3.34) ou plus
simplement, utiliser les expressions précalculées pour f' données dans la référence [ 1591. I1
reste ensuite à inclure ces expressions dans (7.5) et (7.6). L'expression du coefficient
diélectrique effectif prenant en compte cet effet élasto-optique est également donnée dans cette
même référence [159]. La prise en compte de cet effet élasto-optique ne modifie pas
significativement les valeurs (7.9) et (7.10) qui donnent la configuration optimale.
7.4 Niobate de strontium et de baryum, S1-,Bal.~Nb206
7.4.1 Présentation et valeurs des paramètres
À température ambiante le niobate de strontium et de baryum est ferroélectrique de classe 4mm
comme le titanate de baryum. I1 est également uniaxe négatif. Les propriétés photoréfractives
dépendent fortement de la valeur de x dans la formule SrxBa1-xNb206 que l'on abrège en
SBN:x%. Les coefficients électro-optiques sont plus forts dans le SBN:75 que dans le SBN:6O
[163]. Les cristaux sont plus faciles à faire croître pour x = 60%, et nous donnons toutes les
valeurs des paramètres pour cette composition.
Le dopant le plus employé est le cérium [163-1651. Les échantillons sont sensibles dans
tout le spectre visible de 450 à 750 nm. La dépendance de l'absorption avec la concentration de
cérium est donnée dans la référence [165]. Elle est approximativement proportionnelle à la
concentration et vaut environ a = 1 cm-' à la longueur d'onde de 514 nm pour une
concentration en cérium de O,l% en poids.
La densité effective de pièges photoréfractifs dépend également de cette concentration et de
la longueur d'onde [164]. Par exemple [166] pour une longueur d'onde de 532 nm et une
concentration en oxyde de cérium de 0,025% en poids, la valeur suivante a été mesurée :
Nef = 1,7 10' ' rn-, .
(7.12)
Le tenseur électro-optique à contrainte nulle vaut [I671 :
G. Pauliat et G. Roosen
Cette orientation optimale du vecteur réseau dépend peu de l'échantillon. En effet les valeurs
habituelles de Nef conduisent à des valeurs de 8 qui sont faibles (géométrie copropageante) et
qui interviennent donc peu dans l'expression (7.5) de re. Par exemple avec Ne# = 5 10" rn-, et
pour une longueur d'onde dans le vide de 5 14 nm , nous trouvons :
A = l p m et 8 = 6 " .
(7.10)
Pour cette configuration, le gain photoréfractif est très grand et vaut :
r = 80 cm-' .
(7.11)
Pour pouvoir atteindre ces grandes variations d'indice, et du fait de l'angle de réfraction limite,
il est nécessaire d'employer des échantillons dans une coupe dite à 45" de l'axe 2. Les faces
d'entrée et de sortie de l'échantillon seront des faces (O1 1). Avec un échantillon coupé à O" (i.e.
suivant les plans cristallographiques (IOO), (010) et (001)) les gains sont plus faibles mais des
valeurs de r = 20cm-I sont néanmoins courantes.
Le titanate de baryum peut également s'employer dans une configuration d'enregistrement
à 90°, c'est-à-dire avec deux faisceaux se croisant à angle droit. Cela peut être intéressant pour
des expériences de type mémoire car cette configuration optimise la sélectivité angulaire. Pour
cela la solution la plus simple est d'utiliser des ondes polarisées ordinairement et d'aligner le
réseau suivant l'axe E , donc avec = r,, . Le cristal devra également être coupé à 45" de l'axe 2
et les faisceaux entreront par des faces adjacentes.
Des configurations contrepropageantes sont également possibles.
Pour une analyse fine de l'effet photoréfractif il est nécessaire de prendre en compte l'effet
élasto-optique. I1 faut alors calculer les coefficients f" à partir de l'équation (3.34) ou plus
simplement, utiliser les expressions précalculées pour f' données dans la référence [ 1591. I1
reste ensuite à inclure ces expressions dans (7.5) et (7.6). L'expression du coefficient
diélectrique effectif prenant en compte cet effet élasto-optique est également donnée dans cette
même référence [159]. La prise en compte de cet effet élasto-optique ne modifie pas
significativement les valeurs (7.9) et (7.10) qui donnent la configuration optimale.
7.4 Niobate de strontium et de baryum, S1-,Bal.~Nb206
7.4.1 Présentation et valeurs des paramètres
À température ambiante le niobate de strontium et de baryum est ferroélectrique de classe 4mm
comme le titanate de baryum. I1 est également uniaxe négatif. Les propriétés photoréfractives
dépendent fortement de la valeur de x dans la formule SrxBa1-xNb206 que l'on abrège en
SBN:x%. Les coefficients électro-optiques sont plus forts dans le SBN:75 que dans le SBN:6O
[163]. Les cristaux sont plus faciles à faire croître pour x = 60%, et nous donnons toutes les
valeurs des paramètres pour cette composition.
Le dopant le plus employé est le cérium [163-1651. Les échantillons sont sensibles dans
tout le spectre visible de 450 à 750 nm. La dépendance de l'absorption avec la concentration de
cérium est donnée dans la référence [165]. Elle est approximativement proportionnelle à la
concentration et vaut environ a = 1 cm-' à la longueur d'onde de 514 nm pour une
concentration en cérium de O,l% en poids.
La densité effective de pièges photoréfractifs dépend également de cette concentration et de
la longueur d'onde [164]. Par exemple [166] pour une longueur d'onde de 532 nm et une
concentration en oxyde de cérium de 0,025% en poids, la valeur suivante a été mesurée :
Nef = 1,7 10' ' rn-, .
(7.12)
Le tenseur électro-optique à contrainte nulle vaut [I671 :