25 COMPOSANTS ET FONCTIONS POUR LE TRAITEMENT DU SIGNAL OPTIQUE
Jeudi 25/11, 17h50 FOTON 2004 Article -H
Leurs propriétés électro-optiques sont très sensibles à la concentration en polymère. Le mélange
à 5% est bistable alors que celui à 10% est monostable. Les deux courbes ci-dessus illustrent ce
phénomène: Suivant la concentration en polymère, ils peuvent avoir des réponses binaires ou
analogiques, ce qui leur confère une large gamme d’ applications (shutters, contrôleurs de polarisation
etc.).
,17(5$&7,216)257(6/(6+2/23'/&32/<0(5',63(56('/,48,'&5<67$/
Les holo-PDLC se différencient des PDLC par une structure stratifiée de domaines riches et
pauvres en cristal liquide. Cette stratification vient de la technique d'exposition holographique, la
photo-polymérisation étant initiée par une figure d’interférence. La photo-polymérisation dans les
zones d'interférences constructives provoque un gradient de concentration de monomère qui engendre
un processus de diffusion de ce dernier des zones d'interférences destructives vers celle d’ interférences
constructives. Simultanément le cristal contre-diffuse. De cette manière la figure d'interférence est
reproduite dans le volume du matériau sous forme d'une modulation de la concentration de gouttelettes
de cristal liquide, ce qui se traduit par une modulation de l'indice de réfraction. Ce matériau
holographique a les avantages du photopolymère (auto-développant) et les propriétés du cristal
liquide, ce qui lui confère des possibilités de commutation. En choisissant convenablement les
matériaux pour que l'indice de réfraction du polymère soit égal à l'indice ordinaire du cristal liquide,
on peut effacer totalement l'hologramme en appliquant un champ électrique. Les applications
potentielles sont : les réseaux de Bragg commutables (en transmission ou réflexion), les commutateurs
optiques, déflecteurs variables, miroirs holographiques chirpés reconfigurables utilisés en tant
qu’ élément actif dans égaliseur de spectre [2], les cristaux photoniques accordables.
Les caractéristiques d’ un holo-PDLC dépendent de la constitution du mélange pré-polymère, de
l’ assemblage des cellules contenant ce mélange et des conditions d’ enregistrement holographique. Des
travaux antérieurs ont permis d’optimiser les mélanges et la fabrication des cellules et de calibrer le
montage d’ enregistrement [1]. De plus, certains phénomènes peuvent apparaître dans les holo-PDLC
(séparation de phase anisotrope, diffusion incohérente, séparation de phase incomplète). Une étude
confrontant simulations et d’ expériences a permis de déterminer la modulation d’indice maximale
accessible et les paramètres qui gouvernent la cinétique de formation des hologrammes. Actuellement,
nous travaillons sur l'étude du multiplexage de réseaux dans ce matériau. En effet, pour accéder à des
fonctions complexes, il peut être nécessaire d'avoir à multiplexer différents hologrammes.
Contrairement au cas des matériaux holographiques classiques, comme les gélatines bichromatées, le
fait d'enregistrer plusieurs hologrammes dans un matériau auto-développant (holo-PDLC,
photopolymère) nécessite quelques précautions. En effet, une fois qu'un hologramme est enregistré
dans ce type de matériau, le monomère consommé durant cet enregistrement non seulement ne pourra
pas être réutilisé pour un autre enregistrement mais gênera la diffusion du monomère restant. Le
matériau subit une forme de passivation. Durant l'enregistrement, une compétition apparaît entre la
formation des deux réseaux. Il est donc nécessaire d'étudier finement la cinétique de formation de ces
réseaux pour optimiser l'enregistrement d'une
structure complexe. De plus, la dynamique de
formation de chaque réseau est différente, elle
dépend de la période du réseau. On aura donc à
ajuster les puissances dans chaque faisceau et
les temps d'enregistrement si l'on veut obtenir
des efficacités de diffraction équivalentes pour
les deux réseaux. Nous avons réalisé un
dispositif expérimental permettant un
enregistrement soit simultané soit séquentiel de
deux réseaux dans un matériau holo-PDLC.
Dans le cas simultané, les deux paires de
faisceaux qui interfèrent sont mutuellement
incohérentes pour éviter les réseaux parasites
provenant des termes croisés.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 50 100 150 200 250
7HPSVV
(IILFDFLWpGHGLIIUDFWLRQ
Reseau 1
Reseau 2