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Blanc International II - SIMI 4 - Physique (Blanc Inter II SIMI 4) 2011
Projet BORATESYB

Recherche et développement de cristaux de borates non linéaires pures et dopés Yb3+ pour la réalisation de laser visible de puissance accordables basés sur des processus de conversion de fréquence.

L’objectif de ce projet est d’identifier et de développer des solutions innovatrices et nouvelles pour la réalisation de Lasers solides compacts pompés par diode ; avec une émission efficace dans le domaine du verre. La méthode la plus couramment utilisé pour obtenir des souches laser de ce type est de réaliser une conversion de fréquence efficace de laser solide infrarouge par l’utilisation de cristaux non linéaire adaptés. Beaucoup d’efforts ont été mis en œuvre pour développer et étudier de nouveaux matériaux non linéaires dont le but d’améliorer leur propriété spécifique. Les derniers résultats expérimentaux montrent que les composés à base de borates constituent une véritable source de cristaux non linéaires efficaces. En effet ; parmi tous les composés inorganiques connus à ce jour, 36% des structures à base de borates sont non centro-symétriques, tandis que seulement 15% de toutes les structures inorganiques sont non centro-symétriques, par conséquent tous les cristaux non-linéaires découverts ses 10 dernières années sont majoritairement des composés à bases de borates tels que CsLiB6O10 (CLBO), BiB3O6 (BiBO), K2Al2B2O7 (KABO), KBe2BO3F2 (KBBF), ReCa4O(BO3)3 (Re = Gd, Y, La) - ReCOB, ReSc3(BO3)4 (Re = lanthanide). A ce jour deux familles de cristaux à bases de borates sont connus pour présenter une fusion congruente, ce qui permet leur croissance en grande dimension par la méthode CZOCHRALSKI : La famille des oxydes borates de calcium et de terres rares de compositions chimique ReCa4O(BO3)4 (Re = Gd, Y or La) ainsi que la famille de borate de scandium ReSc3(BO3)4.
Le projet ici proposé est un projet de recherche conjoint entre le laboratoire SSQEL (Solid-State Quantum Electronics Laboratory ), du National Institute for Laser, Plasma & Radiation Physics – INFLPR, à Bucarest ,en Romania, et le Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris - LCMCP de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP) - Chimie ParisTech, France.
L’objectif du projet est d’obtenir des cristaux convertisseur de fréquence en grande dimension pour des lasers à forts flûs énergétiques. Le second objectif est de réaliser de nouvelles sources lasers compacts par autodoublage de fréquence dans le verre. Nous envisageons pour cela deux types cristaux de borates non linéaires.
I/ Les cristaux de YCOB purs et dopés Ytterbium considérés comme le chef de fil de la famille des oxyborates, de calcium et des terres rare.
II/ Les cristaux de LGSB purs et dopés Ytterbium qui appartiennent à la famille de composés de type Huntite
L’ensemble du travail que nous envisageons de réaliser durant ce projet devrait conduire aux résultats suivants :
- Croissance pour la première fois de cristaux de YCOB et LGSB, pures et dopés Ytterbium, de grandes qualités optiques et de grandes dimensions.
- Déterminer et définir des conditions de croissances cristallines précises afin de permettre une production industrielle qui permettrait la valorisation des cristaux élaborés durant le projet. Deux de nos collaborateurs industriels Cristal laser en France et FEE en Allemagne fabriquent et vendent des cristaux non-linéaires dans le monde entier. Leur intérêt pour les cristaux de YCOB et LGSB dépendra de la qualité de nos résultats durant ce projet.
- Faire une caractérisation complète des paramètres non linéaires et des propriétés d’usage des cristaux élaborés.
- Faire une caractérisation spectroscopique de cristaux de YCOB et LGSB dopé Ytterbium dans le but de réaliser un laser auto doubleur de fréquence efficace dans le visible.
- Offrir de nouvelles idées et solutions aux projets Européens et internationaux liés à la construction de laser de classe petawatt

PARTENAIRES

LCMCP_ENSCP CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS B

Laboratoire public

Aide de l'ANR : 259 991 euros
Début et durée : janvier 2012 - 36 mois

 

Programme ANR : Blanc International II - SIMI 4 - Physique (Blanc Inter II SIMI 4) 2011

Référence projet : ANR-11-IS04-0006

Coordinateur du projet :
Loiseau PASCAL (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS B)
pascal-loiseau@nullchimie-paristech.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.