Measurement of the electro-optic coefficients: description and comparison of the experimental techniques

Aillerie, Michel; Theofanous, N.; Fontana, M.D.

doi:10.1007/s003400050053

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“…traversée. Pour un champ appliqué E de composantes E l (l = 1, 2 ou 3), il peut s'écrire comme la somme de deux termes respectivement dus à la biréfringence naturelle et à la contribution électro-optique propre : e c n n On trouvera en référence [7] une description détaillée de plusieurs méthodes ellipsométriques et une évaluation des incertitudes de mesure en référence [8].…”

Section: Méthode Ellipsométriqueunclassified

Métrologie des propriétés optiques de matériaux massifs : absorption résiduelle, coefficients thermo-optiques, piézo-électriques et électro-optiques

Mangin

2003

Élaboration Et Caractérisation Des Cristaux Massifs Et en Couches Minces Pour l'Optique

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Résumé. Cet article présente quelques méthodes expérimentales mises en oeuvre pour déterminer de la façon la plus précise possible quelques propriétés importantes des matériaux optiques massifs. Les grandeurs examinées ici sont l'absorption résiduelle, les coefficients thermo-optiques, électro-optiques et piézo-électriques. L'accent est mis en particulier sur des techniques de type photo-acoustique pour l'obtention du premier paramètre et sur le développement de techniques interférométriques spécifiques pour la mesure des trois autres coefficients. Mots-clés.Calorimetry, interferometry, piezo-, thermo-and electro-optical effects. OBJECTIFSoumis à une puissance de rayonnement donnée, tout élément optique utilisé dans sa fenêtre de transparence spectrale subit une modification de température dont la valeur dépend de son coefficient d'absorption résiduelle à la longueur d'onde employée. À faible puissance et pour des coefficients petits, qu'on prendra de l'ordre de 0,01 cm -1 pour fixer les idées, cet effet est négligeable et peut être ignoré. Par contre pour des densités de puissance importantes, ce qui est souvent le cas dans les systèmes lasers, l'augmentation de température peut être suffisamment significative pour conduire à une modification conséquente des indices de réfraction n i du matériau, que l'on quantifie par les coefficients thermo-optiques dn i /dT. On comprend alors la nécessité d'une détermination très précise de ces paramètres dans la mesure où ils sont nécessairement à prendre en compte pour optimiser au mieux un système optique donné. L'objectif des parties deux et trois de ce travail est de décrire les méthodes expérimentales appropriées pour y parvenir.Les parties quatre et cinq concernent respectivement la mesure des coefficients piézo-électriques et électro-optiques. On soulignera l'utilisation avantageuse, si possible, de la méthodologie d'étude par interférométrie développée pour la détermination des divers coefficients. Le dilatomètre interférométrique absolu mis au point à cette fin est décrit en partie six et constitue une nouveauté technique, de même que la technique de Fabry-Pérot à balayage thermique pour la détermination de coefficients électro-optiques et la bolométrie piézo-électrique pour celle de faibles absorptions optiques.Les connaissances pré-requises concernent principalement l'interférométrie optique et les propriétés diélectriques des cristaux. ABSORPTION RÉSIDUELLEL'objectif est de pouvoir déterminer de façon précise des coefficients d'absorption de l'ordre de 1 % cm -1 , ce qui est difficilement accessible par spectrométrie classique. Les méthodes mises en oeuvre sont alors de type calorimétrique, usuelles, ou de type photo-acoustique. Ces dernières ne peuvent être employées que pour certaines classes de symétrie s'il s'agit de matériaux cristallins.Élaboration et caractérisation des cristaux massifs et en couches minces pour l'optique

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Section: Méthode Ellipsométriqueunclassified

Métrologie des propriétés optiques de matériaux massifs : absorption résiduelle, coefficients thermo-optiques, piézo-électriques et électro-optiques

Mangin

2003

Élaboration Et Caractérisation Des Cristaux Massifs Et en Couches Minces Pour l'Optique

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“…Although the principle of the method looks relatively simple, extreme care must be taken in the characterization of the electro-optic crystal properties to achieve reliable measurements 4,5 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Measurements of the Space and Time Evolution of the Surface Charge in a Dielectric Barrier Discharge Comparisons with Results from Simulations

Gegot

Callegari

Aillerie

et al. 2007

3rd France-Russia Seminar

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In this paper we present space and time resolved measurements of the surface charge on the dielectric surface of a dielectric barrier discharge using an electro-optical method based on the Pockels effect. The experimental measurements are compared with results of a 2D fluid model of the discharge in a low pressure (5 torr) coplanar surface dielectric barrier discharge (geometry similar to that of a plasma display panel cell, but larger dimensions).

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“…The EO performance of oriented film can be described by only two EO coefficients, r 13 and r 33 [2]. Several optical methods have been applied to characterise the EO performance of such organic materials [3][4][5]; however, some of the techniques are limited when it comes to determining r 13 and r 33 independently. In such cases, as r ef is a function of r 13 and r 33 , the r 33 / r 13 ratio also needs to be known.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of the multiple internal reflection and sample thickness changes on determination of electro-optic coefficient values of a polymer film

Nitišs¹,

Rutkis²,

Svilans³

2012

Lith. J. Phys.

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New nonlinear optical (NLO) active organic materials are appealing candidates for optoelectronic and photonic technologies. For the evaluation of new NLO polymer materials for applicability in the mentioned technologies, the most important criteria are their electro-optic (EO) coefficients. We have implemented the Mach-Zehnder interferometric (MZI) method for the determination of EO coefficients of thin organic films. Despite the fact that other multiple optical methods for the determination of thin film EO coefficients are known, the MZI method has been chosen because this particular technique has high sensitivity to phase and intensity modulations in the sample arm of an interferometer and allows one to determine independently both thin film EO coefficients, r 13 and r 33 . In addition to the drawbacks described earlier we demonstrate that some other effects like electrostriction and multiple internal reflections in the sample have a considerable influence on light intensity at the MZI output. Taking into account these effects we have performed numerical simulations of the EO effect caused MZI output changes or modulation depth at different incidence angles using the Abeles matrix formalism. We can show that the modulated signal at the MZI output is highly dependent on the sample structure and is mainly governed by the effects mentioned above. For analysis of modulated signal components and determination of EO coefficients of a thin polymer film, a series of experiments was carried out on PMMA + DMABI 10 wt% samples.

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Measurement of the electro-optic coefficients: description and comparison of the experimental techniques

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Measurements of the Space and Time Evolution of the Surface Charge in a Dielectric Barrier Discharge Comparisons with Results from Simulations

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Measurements of the Space and Time Evolution of the Surface Charge in a Dielectric Barrier Discharge  Comparisons with Results from Simulations

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