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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Amélioration des cristaux de ZnGeP2 pour les applications de laser infrarouge

Spécialité : PHYSIQUE / Physique de la matière condensée

Contact : ALESSI Antonino,
e-Mail : antonino.alessi@polytechnique.edu,   Tel : +33 1 69 33 45 22
Laboratoire : LSI/

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-4 mois
Date limite de constitution de dossier : 13/05/2021

Résumé :

Sujet détaillé :
Les lasers infrarouges à haute puissance et accordables (2-12 μm) sont des sources importantes pour les applications civiles/défense telles que la contre-mesure laser pour brouiller la caméra d'un missile ou la détection à distance d'espèces chimiques à longue portée. En effet, cette gamme de longueurs d'onde comprend des bandes de transparence de l'atmosphère (2-5 μm et 8-12 μm). Les sources laser infrarouges sont basées sur l'optique non linéaire : un laser de pompage (1 ou 2 μm) est converti en émissions laser accordables 3-12 μm grâce à des cristaux uniques aux propriétés appropriées. L'un des meilleurs cristaux pour ce type d'applications est le ZnGeP2 (ZGP) mais leur qualité optique doit être améliorée pour augmenter le rendement du laser. Différents types de défauts peuvent apparaître au cours du processus de croissance : inhomogénéité, défauts ponctuels...

Dans la présente étude, deux voies d'amélioration sont proposées :
- Premièrement, des études antérieures ont montré que le dopage à l'étain dans le ZGP (breveté) augmente considérablement les performances optiques. L'objectif serait d'étudier plus avant ce dopage ionique sur la transparence et les propriétés du laser.
- Deuxièmement, certains défauts ponctuels, comme les lacunes ioniques, sont responsables de l'absorbance résiduelle à 2 μm (i.e. à la longueur d'onde de pompage). Des tests récents sur l'installation d'irradiation d'électrons SIRIUS de l'École Polytechnique ont montré que cette absorption diminue considérablement après irradiation.

Sur la base de ces résultats, il est donc utile d'étudier les effets possibles des conditions d'irradiation sur les propriétés de transmission. En particulier, l'étude des effets du flux et de la température d'irradiation pourrait permettre d'améliorer les propriétés finales de transmission et d'obtenir plus d'informations sur les processus de génération et de destruction des défauts. La caractérisation des effets de l'irradiation sur les propriétés de transmission peut être accompagnée de mesures spectroscopiques telles que la résonance paramagnétique électronique (RPE) pour améliorer les connaissances sur les défauts. L'objectif est d'améliorer les propriétés des échantillons irradiés et de comprendre la physique fondamentale des défauts responsables de l'absorption.
Techniques utilisées au cours du stage :
Irradiation accélérateur SIRIUS - RPE

Mots clés : Physique de la matière condensée - Physique quantique

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