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Figure 1.3: Différents types d’interactions optiques non linéaires. Différence de fréquences et amplification Le processus de différence de fréquences est décrit par une polarisation non linéaire de la forme (figure(1.3(b))): Où 1 = 2 − 3 P 1 = ε0χ (2) (−1; 2 − 3) E 2 E 3 (1.29) Ce phénomène peut être utilisé pour obtenir une source cohérente accordable dans l’infrarouge par différence de fréquences entre un laser a fréquence fixe 1 et un laser a fréquence variable (colorant) à 2. 22
Il existe une différence importante entre la somme et la différence de fréquences: dans ce derniercas,pourchaquephotonemisa1, un photon de la fréquence la plus élevée (par exemple 3) est détruit et un photon a fréquence plus basse (2) est émis. Ainsi, l’onde de fréquence la plus faible est amplifiée par ce processus de manière purement optique. Oscillation paramètrique Il convient de remarquer qu’une émission à deux photons est possible en présence de la seule onde a fréquence 3.Les champs ainsi produits a 1 et 2 sont beaucoup plus faibles, car ils résultent d’une emission spontanée (non cohérente) de type diffusion non lineaire. Ce phénomene est connu sous le nom de fluorescence paramètrique. On peut mettre a profit l’existence de cette fluorescence et le caractère amplificateur du matériau non linèaire dans le cas de l’oscillation paramétrique. Si le materiau est placé dans un résonateur optique (deux miroirs refléchissant les ondes émises a 1 et/ ou 2), on peut obtenir une emission cohérente a ces deux fréquences (figure (1.3(c))). Habituellement, l’onde de fréquence la plus élevée a 3 (onde de pompe) est située dans le visible ou l’ul- traviolet,lesondesémisesa1 ou 2 sont situées dans le visible ou le proche infrarouge. Ce type de dispositif présente un grand interêt en instrumentation laser, car il permet de disposer, à partir d’une seule onde cohérente, d’une source continûment accordable dans le visible ou le proche infrarouge. 1.2.5 Propagation dans un milieu non linéaire: doublement de fréquence Équations de propagation En partant des équations de Maxwell 23
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[9] Ledoux, I., Pinsard-Levenson, R
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