Ingénierie moléculaire pour l`optique non-linéaire

Ingénierie moléculaire pour l’optique non-linéaire : applications à la limitation optique
aux fréquences des télécommunications en particulier à 1500 nm
Q. Bellier,a N. Makarov,b J. Perry,b P. Feneyrou,c O. Maury,a C. Andraud.a*
a. Laboratoire de Chimie, ENS Lyon, 46 allée d’Italie, 69364 Lyon, France, [email protected]
b. Georgia Tech, Atlanta, USA
c. Thales Research & Technology, Palaiseau, France
Introduction. La limitation optique est un processus de protection des détecteurs
optiques (yeux, caméras…) vis-à-vis des illuminations intenses comme celles des lasers. Le
développement rapide de ces derniers aux fréquences des télécommunications (1400-1600
nm) a encouragé l’ingénierie moléculaire pour la limitation optique dans cette fenêtre
spectrale. Ainsi le groupe de « chimie pour l’optique » de l’ENS Lyon, a développé une
nouvelle famille de chromophores de type aza-borondipyrrométhène (aza-bodipy).
Figure 1 : aza-bodipy B3 et courbe de limitation optique associée à 1500 nm en régime ns
Optique non-linéaire. Les mesures de limitation optique ont été effectuées de 1200 nm
à 1600 nm. Le composé B3 présente un comportement de limiteur optique dans le proche IR
avec une efficacité optimale vers 1300 nm. Ces expériences ont été interprétées sur la base
d’une absorption de 2+1 photons. Le phénomène d’absorption à deux photons (ADP) est suivi
du phénomène d’absorption à l’état excité (AEE). Ces deux phénomènes ont été mesurés sur
la cyanine Ru et ont montrés l’importance du recouvrement spectral. Dans ce cas, l’ADP ne
sert qu’à initier une forte AEE, qui est alors à la base de la limitation optique. L’AEE a
également été améliorée grâce à l’effet d’atome lourd (en l’occurrence, le ruthénium).
, nm
400
0,10
600
800
1000
1200
1400
1600
150
0,05
5
1,0x10
ESA
1PA
-1PA
0,05
0,04
4
5,0x10
100
tpa, GM
-1
4
-5,0x10
-0,05
0,02
OD
0,03
-1
, M . cm
OD
0,0
0,00
Sn
S2
S1
50
0,01
5
-1,0x10
-0,10
400
600
800
1000
, nm
1200
1400
1600
0
1200
1400
nm
0,00
1600
S0
Figure 2 : cyanine Ru et courbes d’AEE et de ADP
Perspectives. Ces résultats nous ont permis d’envisager l’étude des propriétés à l’état
solide de B3 en l’incorporant dans des sol-gel massifs (col. S. Parola, université de Lyon).