Filtres optiques à couplage de modes polarisés

Abstract

Nous décrivons le principe de fonctionnement de filtres optiques fonctionnant par transfert d'énergie entre deux modes électromagnétiques couplés polarisés à angle droit. Nous montrons que ce phénomène existe non seulement dans des matériaux à structure Wurtzite mais aussi dans des matériaux à structure zinc-blende. Ceci démontre que le couplage n'est pas spécifique à une classe cristalline et étend le domaine potentiel d'applications de l'ultra-violet, ∼ 1 000 Å, au proche infrarouge. Les matériaux à structure Wurtzite et à forte dispersion de biréfringence tels CdS, CdSxSe1- x et Zn1-xCdxS donnent des structures passe-bande ou coupe-bande extrêmement sélectives, Δλ ∼ 5 à 10 Å avec des taux de réjection hors-bande de l'ordre de 103. La fréquence d'accord est soit fixe soit continuement accordable depuis 4 300 Å jusqu'à 7 100 Å. Le facteur de transmission en bande passante atteint 80 % à 77 K mais est réduit à 20 % à 300 K par l'absorption résiduelle au voisinage du seuil d'absorption fondamentale. Dans les matériaux à structure zinc-blende, tel ZnTe, l'amplitude de la biréfringence induite par compression est faible ce qui donne une largeur de bande de l'ordre de 100 Å. Cette largeur de bande peut toutefois être modifiée entre quelque 20 et 150 Å en ajustant la valeur de la contrainte. A titre d'illustration nous terminons cet article par l'examen des performances limites d'une structure coupe-bande à CdS, dont le taux de réjection atteint 75 db, susceptible d'être utilisée dans une application du type spectroscopie Raman

Birefringence of CuGa2S4 crystals

“…Therefore, in the λ o neighborhood, limited by the spectral interval with a sharp change of the Y parameter, the notion of ordinary and extraordinary modes loses its meaning, it being valid only outside this interval. The analysis of the oscillation polarization with n + and n − going away from the IP leads to the same conclusion [9,10].…”

“…The value of Y sharply changes when passing through the IP. Y changes from 0 to 10 3 when Δn = n e − n o changes from 0 to 10 − 3 with ε yz = 10 − 6 [10]. The value of Y is rather big far from λ o , but it changes not essentially with changing λ.…”

“…The phase matching of the ordinary and extraordinary rays occurs at a definite wavelength. The energy transfer from one mode to another one which is orthogonally polarized can be produced provided that the phase matching condition is satisfied in a crystal [10]. It is supposed that there is a linkage element between the modes.…”

“…A big amount of crystals that possess the isotropic wavelength have been revealed and studied up to date [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. The platelets of AgGaS 2 with λ o wavelength of the optical isotropy ("null wavelength" plates) were used for manufacturing Lyot filters and Solc filters [1,2].…”

“…The difference between the optical isotropy wavelength λ o and the fundamental absorption edge in semiconductors with chalcopyrite structure is bigger as compared to wurtzite semiconductors [8][9][10][11][12][13].…”