NANOSTRUCTURATION  DE SURFACE POUR  LA RÉALISATION DE LASERS  ORGANIQUES Stage effectué dans le Laboratoire de Physique de...
Objectifs <ul><li>Réaliser un laser solide organique </li></ul><ul><ul><li>Il faut une cavité efficace </li></ul></ul><ul>...
La cavité <ul><li>Structure planaire (spin-coating) </li></ul><ul><li>Le spincoating ou centrifugation consiste à verser l...
<ul><li>Géométrie « D.F.B (distriduted feed back)» bien adaptée </li></ul>La cavité
<ul><li>2. FVIN  (4-di (4’-tert-butylbiphenyl-4-yl) amino-4’-dicyanovinylbenzene)   </li></ul>Matériaux laser <ul><li>DCM ...
<ul><li>Les Carbazoles pour le bleu : </li></ul><ul><li>PCAP  </li></ul><ul><li>POC </li></ul><ul><li>PODC </li></ul>Matér...
PLAN : <ul><li>TH ÉORIE  </li></ul><ul><li>TECHNOLOGIE DE NANOSTRUCTURATION </li></ul><ul><li>RÉSULTATS ET DISCUSSION </li...
<ul><ul><ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>TH ÉORIE </li></ul></ul></ul></ul></ul>
Structure énergétique des polymères
Emission Spontanée Amplifiée (A.S.E) et Rétrécissement spectral d'un film mince   de polymère
Schéma général d'un guide planaire asymétrique d'épaisseur t
(où j = 1,2,3 suivant la région de l'espace ) 2. Condition de guidage   n2>n3>n1    et 1. Equation de propagation 3. Relat...
TECHNOLOGIE DE NANOSTRUCTURATION
Principe de la gravure Lame de Quartz Film mince de polymère d
Intensité après le masque de phase Image 3D de la fonction intensité
RÉSULTATS ET DISCUSSION
Matériaux utilisés <ul><li>Pour l’émission rouge :  </li></ul><ul><ul><li>DCM : efficace mais  tendance au quenching. </li...
Echantillon de POC(Poly Octyl Carbazole) et de PODC  Pas d’ASE observée  Dégradation très rapide des matériaux
Banc expérimental de test A.S.E
Test A.S.E <ul><li>A.S.E POUR LE PMMA/DCM (5%)   A.S.E POUR LE FVIN 20% </li></ul>
<ul><li>A.S.E POUR LE FVIN 100% (PUR) </li></ul>
A.S.E POUR LE PCAP
Caractérisation des réseaux de Bragg a) SUR LE PMMA (poly méthacrylate de méthyle) DOPE AVEC LE DCM POUR UNE CONCENTRATION...
<ul><li>b) SUR LE PMMA DOPE AVEC LE FVIN POUR UNE CONCENTRATION DE 20% (polymère émettant dans le rouge) </li></ul>E = 3.2...
<ul><li>c) LE FVIN POUR UNE CONCENTRATION DE 100%   (Pur) (polymère émettant dans le rouge) </li></ul>E = 3.26 mJ/cm²  Pou...
<ul><li>d) SUR LE PCAP   (polymère émettent dans le bleu) </li></ul>E = 3 mJ/cm² Temps d'exposition au laser excimère  80s...
<ul><li>Effet Laser </li></ul><ul><li>LASER MONOMODE AVEC LE PMMA/DCM 5%  </li></ul>
<ul><li>LASER MONOMODE AVEC LE PMMA/FVIN 20%  </li></ul>
<ul><li>LASER MONOMODE AVEC LE FVIN 100% (PUR)   </li></ul>
<ul><li>  CONCLUSION </li></ul>
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Nanostructuration de Surface - Organic Lasers

  1. 1. NANOSTRUCTURATION DE SURFACE POUR LA RÉALISATION DE LASERS ORGANIQUES Stage effectué dans le Laboratoire de Physique des Lasers de l’Université Paris 13, équipe LUMEN
  2. 2. Objectifs <ul><li>Réaliser un laser solide organique </li></ul><ul><ul><li>Il faut une cavité efficace </li></ul></ul><ul><ul><li>Il faut un bon milieu à gain </li></ul></ul><ul><li>Problèmes : </li></ul><ul><ul><li>Épaisseur du matériau organique submicronique, donc cavités « classiques » pas adaptées </li></ul></ul><ul><ul><li>Quenching à forte concentration. </li></ul></ul>
  3. 3. La cavité <ul><li>Structure planaire (spin-coating) </li></ul><ul><li>Le spincoating ou centrifugation consiste à verser la solution de polymère sur un substrat mis en rotation par une tournette. Le liquide en excès est éjecté sous l'action de la force centrifuge, et l'épaisseur du dépôt est alors fonction de la vitesse de rotation du substrat et du temps de dépôt </li></ul>
  4. 4. <ul><li>Géométrie « D.F.B (distriduted feed back)» bien adaptée </li></ul>La cavité
  5. 5. <ul><li>2. FVIN (4-di (4’-tert-butylbiphenyl-4-yl) amino-4’-dicyanovinylbenzene) </li></ul>Matériaux laser <ul><li>DCM (4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran ) </li></ul>Intér ê t : bonne section efficace Problèmes : quenching emp ê che les fortes concentrations Intérêt : structure géométrique 3D permet d’empêcher le quenching donc possibilité de dép ôt du matériau à l’état pur
  6. 6. <ul><li>Les Carbazoles pour le bleu : </li></ul><ul><li>PCAP </li></ul><ul><li>POC </li></ul><ul><li>PODC </li></ul>Matériaux laser
  7. 7. PLAN : <ul><li>TH ÉORIE </li></ul><ul><li>TECHNOLOGIE DE NANOSTRUCTURATION </li></ul><ul><li>RÉSULTATS ET DISCUSSION </li></ul><ul><li>CONCLUSION </li></ul>
  8. 8. <ul><ul><ul><ul><ul><li> </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>TH ÉORIE </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  9. 9. Structure énergétique des polymères
  10. 10. Emission Spontanée Amplifiée (A.S.E) et Rétrécissement spectral d'un film mince de polymère
  11. 11. Schéma général d'un guide planaire asymétrique d'épaisseur t
  12. 12. (où j = 1,2,3 suivant la région de l'espace ) 2. Condition de guidage n2>n3>n1 et 1. Equation de propagation 3. Relation de Bragg
  13. 13. TECHNOLOGIE DE NANOSTRUCTURATION
  14. 14. Principe de la gravure Lame de Quartz Film mince de polymère d
  15. 15. Intensité après le masque de phase Image 3D de la fonction intensité
  16. 16. RÉSULTATS ET DISCUSSION
  17. 17. Matériaux utilisés <ul><li>Pour l’émission rouge : </li></ul><ul><ul><li>DCM : efficace mais tendance au quenching. </li></ul></ul><ul><ul><li>Fvin : pur ou en dopage. </li></ul></ul><ul><li>Pour l’émission bleue : </li></ul><ul><ul><li>PCAP : durée de vie très faible. </li></ul></ul><ul><ul><li>POC et PODC : film non-uniforme en épaisseur . </li></ul></ul>
  18. 18. Echantillon de POC(Poly Octyl Carbazole) et de PODC Pas d’ASE observée Dégradation très rapide des matériaux
  19. 19. Banc expérimental de test A.S.E
  20. 20. Test A.S.E <ul><li>A.S.E POUR LE PMMA/DCM (5%) A.S.E POUR LE FVIN 20% </li></ul>
  21. 21. <ul><li>A.S.E POUR LE FVIN 100% (PUR) </li></ul>
  22. 22. A.S.E POUR LE PCAP
  23. 23. Caractérisation des réseaux de Bragg a) SUR LE PMMA (poly méthacrylate de méthyle) DOPE AVEC LE DCM POUR UNE CONCENTRATION DE 5% (polymère émettent dans le rouge) E = 3.34 mJ/cm² temps d’exposition = 80 s pas du réseau est d’environ 1.04 μm La profondeur du réseau est d’environ 52.5 nm L'épaisseur de ce polymère est 600 nm
  24. 24. <ul><li>b) SUR LE PMMA DOPE AVEC LE FVIN POUR UNE CONCENTRATION DE 20% (polymère émettant dans le rouge) </li></ul>E = 3.26 mJ/cm² Pour un temps d'exposition de 80 secondes Le pas du réseau est d’environ 1.07 μm La profondeur du réseau est d’environ 229 nm L'épaisseur de ce polymère est 600 nm
  25. 25. <ul><li>c) LE FVIN POUR UNE CONCENTRATION DE 100% (Pur) (polymère émettant dans le rouge) </li></ul>E = 3.26 mJ/cm² Pour un temps d'exposition de 80 secondes Le pas du réseau est d’environ 1.07 μm La profondeur du réseau est d’environ 383 nm L'épaisseur de ce polymère est 600 nm
  26. 26. <ul><li>d) SUR LE PCAP (polymère émettent dans le bleu) </li></ul>E = 3 mJ/cm² Temps d'exposition au laser excimère 80sec Le pas du réseau est d'environ 249 nm La profondeur du réseau est d'environ 94 nm
  27. 27. <ul><li>Effet Laser </li></ul><ul><li>LASER MONOMODE AVEC LE PMMA/DCM 5% </li></ul>
  28. 28. <ul><li>LASER MONOMODE AVEC LE PMMA/FVIN 20% </li></ul>
  29. 29. <ul><li>LASER MONOMODE AVEC LE FVIN 100% (PUR) </li></ul>
  30. 30. <ul><li> CONCLUSION </li></ul>

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