Photorefractive and electro-optic properties of metal ion doped lithium niobate crystals

Le niobate de lithium (LN) de part sa grande versatilité est un matériau attrayant depuis plus pour de nombreuses applications optoélectroniques. En effet, le niobate de lithium possède des propriétés intéressantes pour les effets acousto-optiques, AO, electro-optiques, EO, optiques non linéaires, ONL, piézo –optiques, PO, et photoréfractifs, PR. Cependant, la compréhension globale de certains phénomènes, et spécifiquement l'effet photoréfractif se produisant dans le cristal, fait encore l'objet de vives discussions. Le phénomène mentionné joue un rôle clé : d’un côté, il restreint considérablement la majeure partie des applications de transmission et de conversion de longueur d’onde, car lorsqu’il est illuminé par la lumière visible ou dans l’infrarouge proche, il existe des modifications semi-permanentes de l’indice de réfraction du cristal, ce qui provoque des modifications du faisceau lumineux transmis et ce qui réduit considérablement l'efficacité du dispositif. Par contre, à l’opposé, ce phénomène cherche a être amélioré, contrôlé, voire amplifié pour les applications holographiques. La thèse est consacrée à l'étude des propriétés photoréfractives, structurelles, électro-optiques (EO) et diélectriques dépendantes des propriétés intrinsèques et extrinsèques (introduites par l'incorporation d’ions non-photoréfractifs (〖Zr〗^(4+),〖In〗^(3+)) et photorefractifs (〖Fe〗^(2+/3+)) dans les cristaux LN congruents et de diverses stoechiométrie entraînant le contrôle voulu des propriétés photoréfractives en tenant compte des caractéristiques des applications des cristaux LN. Plus précisément, nous avons étudiés, puis développé une vision sur les propriétés électro-optiques et photoréfractives avancées dans les cristaux LN dopés avec le métal de transition et non-photorefractifs sur la base d’une étude complète des propriétés structurales, compositionnelles, électro-optiques, photoréfractives des cristaux mentionnés, afin d’élaborer les paramètres permettant un contrôle fort des propriétés photoréfractives de ce matériau et les conditions optimales pour la croissance de cristaux de haute qualité aux propriétés physiques contrôlées ainsi que pour la mise en œuvre dans des dispositifs de ces cristaux.