OPTO-ÉLECTRONIQUE

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Interféromètre de Fabry-Pérot

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Miroir à conjugaison de phase

Miroir à conjugaison de phase
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Effet Kerr optique

La plupart des systèmes étudiés en opto-électronique utilisent des matériaux optiques présentant un important effet Kerr optique. Cet effet se manifeste par le fait que l'indice du milieu dépend linéairement de l'intensité de l'onde qui traverse le milieu.

Si nous considérons un atome interagissant avec une onde électromagnétique dont le champ électrique est a cos(ωt − k . r − ϕ), tant que l'amplitude du champ reste suffisamment petite, le dipôle atomique d (c'est-à-dire le produit de la charge du noyau par la distance moyenne entre noyau et électron) induit par ce champ lui est proportionnel. Au coefficient de proportionnalité entre d et a est associée la polarisabilité linéaire α0 qui est directement reliée à l'indice du milieu. Quand l'amplitude du champ augmente, d ne croît plus linéairement avec a. Cet effet de saturation peut être associé, dans le cas d'un système atomique, au fait que la population du niveau inférieur de la transition diminue (au profit des niveaux excités) lorsque le champ électrique devient suffisamment intense. La relation entre d et a s'écrit alors :

où ε0 est la permittivité du vide, I l'intensité de l'onde incidente (I = | a |2) et α2 la polarisabilité non linéaire d'ordre le plus bas. La relation (1) exprime que le dipôle électrique et le champ sont en phase. Une telle situation se produit lorsque la fréquence de l'onde incidente ne coïncide pas avec une fréquence de Bohr atomique : le milieu est alors purement dispersif et α2I caractérise la saturation de la dispersion.

Pour un milieu dilué contenant N atomes par unité de volume, l'indice de réfraction n est égal à :

où :
est l'indice linéaire et où :

n2I est la première correction à l'indice de réfraction due aux effets de saturation. Ce dernier terme, linéaire en intensité, est associé à l'effet Kerr optique.


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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., laboratoire de spectroscopie hertzienne, université de Paris-VI-Pierre-et Marie-Curie, maître de conférences à l'École polytechnique

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Pour citer l’article

Gilbert GRYNBERG, « OPTO-ÉLECTRONIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 10 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/opto-electronique/