Soutenance de Thèse – Cornet


Marion Cornet a soutenu sa thèse intitulée « Développement de sources intenses térahertz et applications en optique non-linéaire »  le jeudi 15 octobre à 14h à l’Université de Bordeaux, dans l’amphithéâtre 2 du nouveau bâtiment A9.
Ses travaux ont été réalisés sous la direction de Emmanuel Abraham et Jérôme Degert dans l’équipe PULS (Photonics and Ultrafast Laser Spectroscopy)

Au cours de son séjour au LOMA, Marion a co-publié les articles suivants  :

hal-01058587
Marion Cornet, Jérôme Degert, Emmanuel Abraham, Eric Freysz.
Terahertz Kerr effect in gallium phosphide crystal
Journal of the Optical Society of America B, Optical Society of America, 2014, 31 (7), pp.1648-1652. DOI
hal-01091670
Marion Cornet, Jérôme Degert, Emmanuel Abraham, Eric Freysz.
Terahertz-field-induced second harmonic generation through Pockels effect in zinc telluride crystal
Optics Letters, Optical Society of America, 2014, 39 (20), pp.5921-5924. DOI

Marion a également participé à « Ma thèse en 180′ » en 2014

PhD Abstract :
This thesis project aims to study different non-linear processes in zinc-blende crystals, which take place in the terahertz (THz) range. First of all, two different light sources have been built in the laboratory, allowing us to generate intense THz radiations with different temporal and spectral characteristics. The first source is based on the optical rectication of a femtosecond laser pulse in a lithium niobate crystal using the tilted pulse front technique, while the second one is based on a plasma, created through the focalization of a two-color femtosecond laser field. These two THz sources reach very high amplitudes, which allows us to study non-linear phenomena in the THz range.
Among these, we have measured the non-linear behavior of zinc-blende crystals under intense THz radiation. We were particularly interested in the Pockels effect happening during the interaction of an intense THz field and a weak optical probe beam. This drove us to the experimental and numerical demonstration of a new method to characterize the spectral phase of the optical probe field. This method is equivalent to the X-FROG technique. We also identied a new non-linear phenomenon, consisting of the cascade of two second-order processes, namely the Pockels effect and the Second Harmonic Generation. Finally, we experimentally observed some THz Kerr effect in a gallium phosphide crystal, which allowed us to calculate an average value of its third-order non-linear susceptibility, thanks to theoretical considerations and simulations.

 

Résumé de la thèse :
Ces travaux de thèse portent sur l’étude de différents phénomènes non-linéaires ayant lieu dans le domaine térahertz (THz) au sein de cristaux de structure zinc-blende. En premier lieu, nous avons mis en place au laboratoire deux sources de rayonnement THz intense, aux caractéristiques temporelles et spectrales bien distinctes. La première d’entre elles repose sur le redressement optique d’une impulsion laser de durée femtoseconde dans un cristal de niobate de lithium, et la seconde est, quant à elle, basée sur la création d’un plasma par focalisation d’un champ optique composé de l’impulsion fondamentale de pompe et de son second harmonique. Ces deux sources permettent de générer des ondes THz dont l’amplitude est bien adaptée à la mise en oeuvre d’expériences d’optique non-linéaire.
Nous avons ensuite caractérisé le comportement non-linéaire de cristaux de structure zinc-blende soumis à des champs THz intenses. Nous nous sommes ainsi intéressés à l’effet Pockels lors de l’interaction d’une impulsion THz intense et d’un champ optique de faible intensité, dit sonde, au sein du matériau. Ceci nous a conduits à démontrer expérimentalement et numériquement la possibilité de caractériser la phase spectrale de l’impulsion sonde, à l’aide d’une technique équivalente au X-FROG. Nous avons également identifié l’existence d’un processus dit de cascade, consistant en la génération de second harmonique induite par effet Pockels. Enfin, nous avons observé expérimentalement l’apparition d’un effet Kerr THz dans le cristal, nous permettant de déduire une valeur moyenne de la susceptibilité non-linéaire du troisième ordre de ce matériau, à l’aide de calculs théoriques et de simulations numériques.

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