Différents dispositifs et méthodes sont actuellement disponibles pour la conversion de fréquence par interaction optique non linéaire en accord de phase ou en quasi-accord de phase. Aucun de ces dispositifs n'est toutefois pleinement fonctionnel et/ou satisfaisant.

Il peut, à ce titre, être cité l'exemple des dispositifs utilisant des monocristaux à forme parallélépipédique. Certains de ces dispositis à monocristaux parallélépipédiques sont destinés à la conversion de fréquence par interaction optique non linéaire en accord de phase par biréfringence.

L'orientation des faces du parallélépipède est alors choisie en fonction de l'interaction souhaitée. Ainsi dans la plupart des cas, comme pour la génération de second harmonique par exemple, un cristal n'est utilisable que pour une interaction donnee, c'est-a-dire pour un doublet de fréquence (v, 2v) particulier dont la direction d'accord de phase associée est orthogonale aux faces polies. Il existe néanmoins des dispositifs à base de cristaux parallélépipédiques qui utilisent l'accordabilité en angle pour l'amplification ou l'oscillation paramétrique par exemple. Du fait des pertes induites par la réfraction et la non-colinearite des vecteurs d'ondes en incidence oblique, il n'y a qu'une faible plage angulaire du cristal qui peut être utilisée, typiquement

une dizaine de degrés en angle externe de part et d'autre des directions orthogonales aux deux faces parallèles s oumis es au rayonnement. Un tel écart angulaire n'est pas toujours suffisant pour accéder à la totalité des directions d'accord de phase existantes. D'autre part la réfraction en incidence oblique conduit à une déformation et à un élargissement spectral des faisceaux générés.

D'autres dispositifs accordables à matériaux parallélépipédiques sont destinés à la conversion de fréquence par interaction optique non linéaire en quasi- accord de phase. Ils utilisent alors la translation par rapport au rayonnement d'un échantillon parallélépipédique dans lequel ont été gravés plusieurs réseaux de différentes périodicités. L'inconvénient majeur de cette technique est qu'il est nécessaire de réaliser pour chaque saut drun réseau à l'autre, un accord angulaire ou thermique afin de rendre continue la plage spectrale du rayonnement généré.

Ceci est valable que l'interaction soit résonante ou non, c'est-à-dire que l'échantillon soit placé dans une cavité ou non.

D'autres dispositifs de l'art antérieur nécessitent un milieu d'adaptation d'indice, et/ou ne présentent pas une finesse spectrale satisfaisante sur une large gamme d'accordabilité.

La présente invention vise à pallier les inconvénients des dispositifs et techniques de l'art antérieur et propose un dispositif pour la génération, par interaction (s) à trois ou quatre ondes à partir d'un ou plusieurs rayonnement (s) optique (s) incident (s), d'un ou plusieurs rayonnement (s) optique (s) émergent (s) accordable (s) au moins en fréquence, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un cristal à propriété optique non linéaire dont la surface définit un volume cylindrique de révolution de manière complète, ou

bien de manière tronquée sur au moins deux cadrans opposés et symétriques par rapport à son axe de révolution ou bien de manière partielle sur un seul de ces cadrans, et en ce qu'il comprend en outre un système optique permettant d'une part de confiner et de focaliser ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) sur la partie centrale dudit cristal, et permettant d'autre part de collimater et de diriger ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) émergent (s).

Par volume cylindrique de révolution, on entend dans la présente demande un volume de révolution décrit par un segment de droite ou de courbe se déplaçant le long de deux courbes fermées situées dans des plans parallèles.

Ces courbes fermées peuvent être choisie parmi le groupe constitué par des cercles et des ellipses.

Le terme volume cylindrique de révolution comprend donc un volume de cylindre tel qu'illustré sous la référence l en figure 2 (volume décrit par un segment de droite), et un volume de cylindroïde, tel qu'illustré sous la référence 2 en figure 2 (volume décrit par un segment de courbe). Il doit être souligné que ces volumes cylindriques de révolution (cylindre et cylindroide) peuvent présenter une section choisie parmi le groupe constitué par une section circulaire, et une section elliptique. Une telle section peut notamment être considérée suivant un plan orthogonal à l'axe de révolution.

Ce volume cylindrique de révolution constitue, lorsqu'il est décrit de manière complète, un volume de base, à partir duquel peuvent être dérivés des volumes décrits de manière tronquée, ou bien encore de manière partielle. En effet, compte-tenu de la symétrie de la <BR> <BR> <BR> surface des indices, une rotation de Aa = 90'd'un cristal à volume cylindre de révolution par rapport à un axe principal de la surface des indices est suffisante

pour accéder à l'ensemble des interactions optiques non linéaires de conversion de fréquence possibles.

Le volume cylindrique de révolution peut donc n'être usiné que de manière tronquée, ou de manière partielle, tout en conservant 1'acces a 1'ensemble des interactions possibles. Il peut bien sûr être aussi choisi de n'usiner ledit volume cylindrique que de manière tronquée ou partielle dans le simple but de limiter l'usinage au sous- ensemble dtinteractions particulières recherchées.

L'usinage tronquée peut ne se faire, par rapport au volume cylindrique de révolution, que sur deux cadrans <BR> <BR> <BR> cylindriques opposés correctement orientés, symétriques par rapport à l'axe de rotation, voire deux portions de <BR> <BR> <BR> <BR> cadrans dont 1'ecart angulai re 8a permet la propagation des différentes interactions recherchées. Le volume en résultant correspond à un volume cylindrique de révolution décrit de manière tronquée. Un tel volume tronqué est illustré sous la référence 3 (cylindre tronqué) et 4 (cylindroide tronqué) en figure 2.

Alternativement, il peut ntêtre usiné qu'un seul de ces cadrans, ou portions de cadrans. Le volume en résultant correspond à un volume cylindrique de révolution décrit de manière partielle. Un tel volume partiel est illustré en figure 2 sous la référence 5 (portion de cylindre ou de cylindroïde suivant des plans contenant l'axe de révolution).

Le cristal du dispositif selon l'invention peut ainsi notamment présenter un volume choisi parmi le groupe constitué par un volume de cylindre 1, un volume de cylindroide 2, un volume de cylindre tronqué 3 ou 4 (présentant au moins deux cadrans de volume cylindrique de révolution opposés et symétriques par rapport à l'axe de révolution dudit cristal), un volume de cylindre ou cylindroide partiel 5 (portion de cylindre ou cylindroide présentant un seul de tels cadrans). Lesdits volumes de

cylindre ou de cylindroide peuvent présenter une section circulaire ou une section elliptique, notamment suivant un plan orthogonal à l'axe de révolution.

Ledit cristal présente, au moins sur ses surfaces utiles, un état de surface approprié à la réalisation d'interactions optiques. En particulier, la (les) surface (s) dudit cristal qui définit (ssent) un volume cylindrique de révolution est (sont) optiquement polie (es).

Le terme"rayonnement optique"se réfère dans la présente demande à un faisceau d'ondes électromagnétiques dont la ou les fréquence (s) appartient (appartiennent) au spectre ultra-violet et/ou visible et/ou infrarouge. La valeur de cette ou ces fréquence (s) est comprise entre 1 et 15 000 nanomètres environ, et, plus particulièrement entre 100 et lO 000 nanomètres environ.

Par propriété optique non linéaire, on entend dans la présente demande une propriété de conversion de fréquence optique et/ou une propriété électro-optique.

Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages. Il permet en effet de réaliser différents types d'interactions (notamment, amplification paramétrique optique, génération de second ou tierce harmonique, oscillation paramétrique optique), et cela, en accord de phase aussi bien qu'en quasi-accord de phase. Il peut également être souligné que le dispositif selon l'invention permet la réalisation dtinteractions à trois ondes, mais également dtinteractions à quatre ondes, et qu'il autorise des interactions à vecteurs d'ondes co- linéaires, tout comme des interactions à vecteurs d'ondes non colinéaires.

Le dispositif selon l'invention présente également l'avantage de permettre, avec un seul cristal, la génération de rayonnements d'une meilleure qualité spatiale et une meilleure finesse spectrale, et cela sur

une plus grande plage spectrale que ne le permettent les dispositifs actuellement disponibles.

Le dispositif selon l'invention permet en effet la réfraction en incidence normale, ou proche de la normale pour un réseau elliptique, par rapport aux surfaces recevant les rayonnements, quelle que soit l'orientation du cristal non-linéaire par rapport aux faisceaux, du moment que les faisceaux se propagent selon un diamètre dudit volume cylindrique. Le terme"proche de la normale" vise une direction s'écartant d'un angle i (a) de la direction normale, tel que défini dans l'exemple 12 suivant, et la figure 11. De ce fait, l'interaction de conversion de fréquences dans le cristal se fait toujours à vecteurs d'ondes colinéaires ce qui permet la génération de faisceaux avec un meilleur profil transversal en énergie et une meilleure finesse spectrale que dans le cas des dispositifs de l'art antérieur. Dans les dispositifs de l'art antérieur, présentant un cristal à géométrie parallélépipédique, l'interaction de conversion de fréquences se fait en effet généralement à vecteurs d'onde non colinéaires dès que le cristal non linéaire est mis en rotation et que les faisceaux ne sont plus en incidence normale ou quasi-normale, mais en incidence-oblique ; ainsi la qualité des faisceaux émis se détériore et ce d'autant plus que la non-colinearite est importante.

Le dispositif selon l'invention est adapté à (et spécifiquement optimisé pour) l'accordabilité en fréquences, il utilise un système focalisant/collimatant, ce qui lui permet notamment de contrôler la propagation des rayonnements. Le système optique confinant et collimatant du dispositif selon l'invention permet notamment d'assurer un contrôle optimisé de la propagation des rayonnements : il offre ainsi une meilleure finesse spectrale associée à une gamme spectrale d'accordabilité plus large.

Il permet également d'utiliser le cristal sans qu'il soit nécessaire de l'immerger dans un milieu d'adaptation d'indice tel qu'un liquide d'adaptation d'indice de réfraction. Le dispositif selon l'invention ne nécessite en effet pas de milieu d'adaptation d'indice. ledit cristal peut être placé à l'air libre, ou dans tout milieu d'indice quelconque. Le dispositif selon l'invention présente donc également les avantages de la simplicité mécanique (simplification du système de maintien et de mise en rotation du cristal non linéaire).

Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté aux cristaux qui comportent au moins une entité chimique hyperpolarisable. Ledit cristal est préférentiellement un cristal choisi parmi le groupe constitué par un cristal de KTiOPO4, de KTi OAs 04, de <BR> <BR> <BR> <BR> FbTiOPO4, de PbTi OAs 04, de Cs Ti OAs 04, de ß. Ba B2O4, de Li 05,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> de KNb03, de LiIO3, de LiNbO3, de LiTaO3, de KD2PO4, de<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> KH2PO4, de NH4H ;-PO4, de Cs D=As O9, de CsH2As04, de AgGaS2, de AgGaSe2, de ZnGeP2, de Tl3As Se3 et un cristal de GaAs. La taille dudit cristal est avantageusement choisie parmi le groupe constitué par une taille micrométrique, une taille millimétrique et une taille centrimetrique.

Selon une disposition de cet aspect avantageux, ledit système optique est essentiellement constitué par au moins deux éléments placés de part et d'autre dudit cristal et choisis parmi le groupe constitué par une lentille convergente, une lentille divergente, un ensemble de lentilles, une surface réfléchissante ou un miroir avec la concavité orientée du côté dudit cristal, et une surface réfléchissante ou un miroir avec la concavité orientée du côté opposé dudit cristal. Ils sont choisis de manière à présenter une focale et une géométrie telles, et de manière à pouvoir être respectivement placés à une distance focale telle, qu'un premier d'entre eux est capable de focaliser un rayonnement laser incident sur

ledit cristal, et qutun deuxième d'entre eux est capable de diminuer la divergence du rayonnement laser émergent du cristal. Le dispositif selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs paire (s) de tels éléments optiques, et en particulier une ou plusieurs paire (s) de lentilles.

La distance focale desdits éléments est telle que le (ou les) rayonnement (s) a (ont) une dimension faible par rapport au rayon dudit cristal pour limiter les aberrations optiques et augmenter 1'efficacite d'interaction, et que cette dimension soit suffisante pour éviter un endommagement du cristal par une intensité incidente trop importante. Cette distance focale est généralement comprise entre 50 et 500mm environ.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, l'axe de révolution dudit cristal est confondu avec un axe mécanique rotatif de façon à ce que le cristal puisse tourner autour de son axe. Un tel cristal peut alors être avantageusement solidarisé avec un dispositif goniométrique permettant de contrôler son déplacement angulaire.

Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, ledit cristal est un cristal à propriété d'accord de phase par biréfringence, tel qu'un cristal monocristallin, ou bien est un cristal à propriété de quasi-accord de phase.

Un dit cristal à propriété de quasi-accord de phase peut présenter, le long de la direction de propagation des rayonnements recherchée, une juxtaposition périodiquement alternée de domaines monocristallins, c'est-à-dire une juxtaposition de couches monocristallines tournées d'un angle de 180° les unes par rapport aux autres. Un tel cristal à propriété de quasi-accord de phase peut par exemple être obtenu par usinage et juxtaposition de monocristaux, ou bien encore par application d'un champ électrique à un réseau d'électrodes déposées sur les faces

orthogonales à l'axe polaire d'un cristal ferroélectrique.

Il en résulte avantageusement un cristal dont le réseau présente un vecteur de périodicité orthogonal à l'axe de révolution dudit cristal, et qui présente un coefficient non linéaire effectif de signe périodiquement alterné s elon des intervalles dépendants de la direction de propagation considérée. L'interaction dont la longueur de cohérence est égale à un multiple impair de la largeur de domaine monocristallin dans la direction de propagation considérée a alors une efficacité maximale. En variante, un cristal à propriété de quasi-accord de phase adapté au dispositif selon l'invention peut présenter différentes valeurs d'indice de réfraction, modulées de façon périodique selon la direction de propagation considérée.

Selon encore un autre aspect avantageux de derévolutionduditcristalestl'invention,l'axe orthogonal au plan de la (ou des) direction (s) de vecteurs d'onde d'une interaction recherchée, et plus particulièrement de la (ou des) direction (s) permettant une efficacité maximale de cette interaction.

Selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, ledit cristal contient la (ou les) direction (s) permettant une efficacité maximale de l'interaction, de telle manière qu'elle (s) soit (soient) accessible (s) audit (audits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) en incidence normale ou proche de la normale (déviation d'un angle i (a) par rapport à la normale, tel que défini en exemple 12 suivant-formule 21, notamment- et en figure 11), par rapport aux surfaces recevant les rayonnements, sur une (des) surface (s) dudit cristal définissant un volume cylindrique de révolution, soit par rotation dudit cristal autour de son axe de révolution, soit par rotation dudit (desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) autour dudit cristal dans un plan orthogonal à l'axe de révolution dudit cristal. Cet aspect

particulièrement avantageux de l'invention permet, dans le cas dudit cristal à propriété d'accord de phase par biréfringence, de n'utiliser qu'un seul cristal au li eu d'une pluralité de cristaux parallélépipédiques, et dans le cas dudit cristal à propriété de quasi-accord de phase, d'utiliser un cristal gravé d'un seul réseau au lieu d'un cristal parallélépipédique gravé d'une pluralité de réseaux. Un autre aspect particulièrement avantageux de l'invention est qu'elle permet, dans le cas dudit cristal à propriété d'accord de phase par birefringence, d'une part d'obtenir une accordabilité sur un plus grand domaine spectral et, d'autre part de limiter les phénomènes d'atténuation et de déformation de faisceaux qui peuvent être observés en incidence oblique, et dans le cas dudit cristal à propriété de quasi-accord de phase, d'obtenir une acco rdabi li te plus continue.

Le cristal du dispositif selon l'invention peut présenter un réseau de domaines monocristallins choisi parmi le groupe constitué par un réseau de domaines monocristallins plans, un réseau de domaines monocristallins courbes (circulaires, elliptiques). Les paramètres de tels réseaux sont plus avant décrits dans les exemples qui suivent.

Ce réseau cristallin, plan ou courbe, peut également présenter des domaines périodiquement alternés, notamment pour un fonctionnement en quasi-accord de phase : le réseau peut alors être constitué de domaines dont le signe du coefficient effectif est périodiquement alterné (un domaine +, un domaine-,...), ou dont la valeur de l'indice de réfraction est périodiquement modulée (un n1,domained'indice un n2#n1,...).Dansd'indice le cas du réseau plan, le volume délimité par ce réseau alterné peut être avantageusement entouré d'une couronne monocritaline c dont le signe du coefficient effectif n'es t pas alterné. Il peut donc s'agir d'un réseau

périodiquement alterné, éventuellement entouré d'une couronne monocristalline c non alternée. Une disposition de réseau plan alterné entouré d'une couronne c non alternée est illustrée en exemple 11 suivant et en figure 10. Alternativement, il peut s'agir d'un réseau courbe, circulaire ou elliptique, périodiquement alterné. Un tel réseau alterné courbe est notamment envisagé afin d'éviter ou limiter des pertes par réfraction ou diffusion aux interfaces planes des zones + et des zones-en incidence oblique. Ces dispositions sont illustrées, et leurs paramètres, notamment de calcul de périodicité, sont décrits en détail dans les figures et exemples suivants.

Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) comprend (comprennent chacun) une, deux, trois ou quatre fréquence (s) égales ou différentes, à vecteurs d'onde colinéaires ou non colinéaires, et en incidence normale ou quasi-normale (déviation d'un angle i (a) par rapport à la normale, tel que défini en exemple 12 suivant et figure 11) sur une (des) surface (s) dudit cristal définissant un volume cylindrique de révolution. De tels rayonnements peuvent notamment être générés par une source de rayonnements électromagnétiques associée audit dispositif.

Préférentiellement, ledit (ou lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) est (sont des) un rayonnement (s) laser, tel qu'un rayonnement émis par un laser à gaz (hélium-néon, argon ionisé, azote et dioxyde de carbone, excimeres), un laser solide (rubis, ions néodyme), un laser liquide à colorant, un laser à semiconducteurs (arséniure de gallium), un laser à électrons libres. Il peut notamment s'agir d'un (ou de) rayonnement (s) laser choisi (s) parmi le groupe constitué par un rayonnement laser comportant une (des) fréquence (s) fixe (s) et un rayonnement laser comportant une (des) fréquence (s) accordable (s).

Le dispositif selon l'invention est notamment approprié à la réalisation d'interaction (s) à trois ondes ou à quatre ondes. De telle sorte que ledit dispositif permette une (des) interaction (s) à trois ondes, ledit cristal présente avantageusement une structure non centro- symétrique.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) comprend deux fréquences pour une interaction à trois ondes, ou trois fréquences pour une interaction à quatre ondes, et ledit (ou au moi ns un desdits) rayonnement (s) optique (s) émergent (s) comprend une fréquence qui correspond à la somme desdites deux, ou le cas échéant trois fréquences comprises dans ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s).

Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) émergent (s) comprend une fréquence égale à un multiple, et notamment au double ou au triple d'une fréquence comprise dans ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s).

Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) comprend deux fréquences pour une interaction a trois ondes, ou trois fréquences pour une interaction à quatre ondes, et ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) émergent (s) comprend une fréquence qui correspond à une différence entre lesdites deux, ou le cas échéant trois fréquences comprises dans ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s).

Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) émergent (s) comprend deux fréquences pour une interaction à trois ondes, ou trois fréquences pour une

interaction à quatre ondes, dont la somme est égale à une fréquence comprise dans ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s).

Ladite (ou au moins une desdites) interaction (s) peut être une interaction à vecteurs d'ondes colinéaires, ou bien une interaction à vecteurs d'ondes non colinéaires.

Ladite (ou au moins une desdites) interaction (s) est préférentiellement une interaction choisie parmi le groupe constitué par une amplification paramétrique optique et une génération de second ou tierce harmonique. Le dispositif selon l'invention fonctionne alors en tant qu'amplificateur paramétrique optique, ou respectivement, en tant que générateur de second ou tierce harmonique.

Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, ledit cristal est placé à l'intérieur d'une cavité permettant une interaction résonante, et en ce que ledit système optique permettant d'une part de confiner et de focaliser ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) sur la (les) partie (s) centrale (s) dudit cristal, et permettant d'autre part de collimater et de diriger ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) émergent (s), est placé à ltextérieur de ladite cavité. Ce système optique est, dans le dispositif selon l'invention, nécessairement placé à l'extérieur de ladite cavité.

L'avantage de cette disposition est telle que les pertes par réfraction, diffraction, diffusion et absorption sont plus faibles que slil y avait des lentilles entre le cristal et les miroirs de la cavité. Cette interaction résonnante peut notamment être une interaction à trois ou quatre ondes choisie parmi le groupe constitué par une oscillation paramétrique optique, une amplification paramétrique optique et une génération de second ou tierce harmonique. La disposition dudit cristal à l'intérieur de ladite cavité est nécessaire à la réalisation d'une oscillation paramétrique optique, mais est facultative à

la réalisation d'une amplification paramétrique optique ou d'une génération de second ou tierce harmonique. Dans ce dernier cas, elle vise en effet à augmenter les rendements de génération. Le dispositif selon l'invention peut alors fonctionner respectivement en tant qu'osci llateur paramétrique optique, ou en tant qu'amplificateur paramétrique optique, ou en tant que générateur de second ou tierce harmonique.

Selon un aspect de ce mode avantageux de réalisation, ladite cavité comporte au moins une surface réfléchissante entrée (recevant le ou les rayonnement (s) incident (s)) et au moins une surface réfléchissante sortie (recevant le ou les rayonnement (s) émergent (s)) en regard l'une de l'autre permettant la résonance d'au moins une des ondes en interaction. La géométrie de ladite cavité est définie en fonction des propriétés spécifiques de réfraction des dioptres à volume cylindrique de révolution de cristaux à propriétés optiques anisotropes, en particulier vis-à-vis de l'angle de double réfraction p, l'angle entre le vecteur de Poynting et le vecteur d'onde. Les coefficients de réflexion des surfaces réfléchissantes entrée et sortie sont tels que la cavité puisse être résonante soit à une, soit à deux, soit à trois, soit, le cas échéant, à quatre ondes en interaction.

En particulier ladite surface réfléchissante entrée est choisie parmi le groupe constitué par une surface réfléchissante plane et une surface réfléchissante présentant un rayon de courbure, avec la concavité choisie parmi le groupe constitué par une concavité orientée du côté dudit cristal et une concavité orientée du côté opposé, de manière à optimiser le seuil d'oscillation et la stabilité de la cavité. La distance entre la surface réfléchissante entrée et ledit cristal est adaptée de façon à réaliser la (les) résonance (s) recherchée (s).

Si au moins une des ondes en résonance a un angle de

double réfraction p non nul, ladite surface réfléchissante sortie est placée à une distance d dudit cristal et présente un rayon de courbure R, avec une concavité choisie parmi le groupe constitué par une concavité orientée du côté dudit cristal et une concavité orientée du côté opposé dudit cristal, de façon à ce que les faisceaux aller et retour de l'onde (ou des ondes) en résonance soient confondus. Les valeurs de d et de R repondent aVantageusement a 1'equation R-d-L avec d supérieur à L pour une concavité orientée du côté dudit cristal, ou à l'équation R = L-d avec d inférieur à L pour une concavité orientée du côté opposé dudit cristal, avec <BR> <BR> <BR> <BR> L défini par L-1 (cos (2p) + (sin (2p)/tan (pu))-1), avec R. 6tant le rayon du volume cylindrique de révolution, # l'angle de double réfraction, et avec #e défini par #e -arsin (n sin (2p)-2p), avec n l'indice de réfraction de ladite au moins une onde dont la résonance est recherchée.

Pour des ondes résonantes présentant un angle de double réfraction p nul, ladite surface réfléchissante sortie peut en particulier être choisie parmi une surface réfléchissante plane et une surface réfléchissante présentant un rayon de courbure, avec la concavité choisie parmi le groupe constitué par une concavité orientée du côté dudit cristal et une concavité orientée du côté opposé, de manière à optimiser le seuil d'oscillation et la stabilité de la cavité. La distance entre la surface réfléchissante sortie et ledit cristal est adaptée de façon à réaliser la (les) résonance (s) recherchée (s).

Les géométries de cavité du dispositif selon l'invention permetteant aux faisceaux lasers de faire des allers-retours dans le cristal sans qu'il soit nécessaire d'immerger ce cristal dans un milieu d'adaptation d'indice de réfraction, ou de placer des lentilles entre le cristal

et les miroirs de la cavité. Ainsi, dans la présente invention, le niveau de pertes par réfraction, diffraction, diffusion et absorption est plus faible que s'il y avait un liquide d'adaptation d'indice de réfraction autour du cristal et/ou des lentilles entre le cristal et les miroirs de la cavité. Du fait d'un niveau de pertes plus faible, le seuil d'oscillation de la cavité est plus bas, c'est-à-dire que les faisceaux peuvent être générés dans le cristal non-linéaire avec une plus faible intensité du faisceau incident sur le miroir d'entrée de la cavité.

Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit dispositif comprend en outre des moyens pour le contrôle thermostatique dudit cristal. De tels moyens permettent notamment de stabiliser ltefficacité des interactions ou d'étendre la gamme spectrale accessible.

Ledit cristal est alors avantageusement maintenu à une température inférieure ou supérieure de la température ambiante.

Selon encore un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit dispositif comprend en outre des moyens permettant d'appliquer un champ électrique statique ou de basse fréquence à l'intérieur dudit cristal.

La géométrie du cristal, élément du dispositif selon l'invention, permet en effet aisément de coupler au rayonnement laser un champ électrique statique ou de basse fréquence pour moduler l'efficacité des interactions ou pour modifier, et en particulier augmenter, la gamme spectrale accessible (via l'effet électro-optique). Ledit dispositif peut ainsi en outre comprendre une paire d'électrodes placées sur des faces opposées dudit cristal.

Le dispositif selon l'invention présente de nombreuses applications, en particulier les applications civiles ou militaires des rayonnements optiques accordables en fréquence. Il constitue ainsi de manière

avantageuse, un élément choisi parmi le groupe constitué par un élément de spectroscope, un élément de système de télédétection, un élément de système de télétransmission, un élément de système de téléguidage, un élément de <BR> <BR> <BR> <BR> système LIDAR (Light Detection And Ranging), un élément de système de contre-mesures optroniques.

La présente invention vise également une méthode pour la génération d'un ou plusieurs rayonnement (s) optique (s) accordable (s) au moins en fréquence, caractérisé en ce qu'elle met en couvre un dispositif selon l'invention.

Une méthode avantageuse selon l'invention comprend notamment : i. générer un ou plusieurs rayonnement (s) optique (s) comprenant chacun une ou plusieurs composante (s) spectrale (s), ii. diriger ledit (ou lesdits) rayonnement (s) optique (s) en tant que rayonnement (s) optique (s) incident (s) vers un dit cristal en incidence normale sur une (des) surface (s) dudit cristal définissant (indépendamment les unes des autres) un volume cylindrique de révolution, de manière à générer hors dudit cristal -une fréquence correspondant soit à un multiple (double, triple) d'une fréquence dudit (ou desdits) rayonnement (s) incident (s), soit à la somme de, ou à une différence entre des fréquences dudit (ou desdits) rayonnement (s) incident (s), ou bien encore -plusieurs fréquences dont la somme correspond à une fréquence comprise dans ledit (lesdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s), iii. le cas échéant, répéter les points i. et ii. ci-dessus après rotation appropriée dudit cristal autour de son axe de révolution ou rotation dudit (desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) autour dudit cristal dans un plan orthogonal à l'axe de révolution dudit

cristal.

Selon un mode de mise en oeuvre préféré de cette méthode avantageuse selon l'invention, ledit (ou au moins un desdits) rayonnement (s) optique (s) incident (s) est un rayonnement laser choisi parmi le groupe constitué par un rayonnement laser comportant une (des) fréquence (s) fixe (s) et un rayonnement laser comportant une (des) fréquence (s) accordable (s).

Un mode de réalisation particulièrement préféré de cette méthode avantageuse selon l'invention comprend en outre l'application d'un champ électrique à l'intérieur dudit cristal, de manière à produire un effet électro- optique.

Dans la présente demande, il est fait référence aux figures 1 à 13 : -la figure 1 représente, sur un cylindroïde 2, le système d'axes orthonormés (x, y, z) et les coordonnées sphériques (0, ¢) d'une direction quelconque, -la figure 2 illustre différentes formes 1,2,3,4,5 de réalisation d'un cristal faisant partie du dispositif selon l'invention, les surfaces hachurées représentent les surfaces dudit cristal sur lesquelles peuvent avantageusement être placées des électrodes (effet électro-optique), chaque référence 1,2,3,4,5 désigne un volume qui peut être à section circulaire ou elliptique, chaque cristal est placé entre deux lentilles L1 et L2, -la figure 3 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles Ll et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 1 présentant un volume cylindrique de révolution de manière complète, -la figure 4 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 3 présentant un volume cylindrique de révolution de manière

tronquée sur deux cadrans d'écart angulaire 6a opposés et<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> symétriques (cylindre tronqué), -la figure 5 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre trois couples de <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> lentilels (L1i, L1e), (L2i, L2e), et (Li, L3e) un cristal à propriété optique non linéaire 1 présentant un volume cylindrique de révolution de manière complète, -la figure 6 représente un dispositif selon l'invention comprenant un cristal à propriété optique non linéaire 1 placé entre deux lentilles L1 et L2, et placé à l'intérieur d'une cavité présentant deux surfaces réfléchissantes (ou miroirs) entrée et sortie permettant la résonance de l'onde à vecteurs de Poynting P1, -les figures 7 et 8 représentent un dispositif selon l'invention comprenant un cristal à propriété optique non linéaire 1 placé entre deux lentilles L1 et L2 et placé à l'intérieur d'une cavité présentant deux surfaces réfléchissantes (ou miroirs) entrée et sortie permettant la résonance de deux ondes à vecteurs d'ondes de Poynting respectifs P1 et P2 ; sur la figure 7, le miroir d'entrée est plan, le miroir de sortie présente un rayon de courbure R avec la concavité du côté du cristal 1 sur la figure 8, le miroir d'entrée est plan, le miroir de sortie présente un rayon de courbure R avec la concavité du côté opposé au cristal 1, -la figure 9 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 1 présentant un volume cylindrique de révolution de manière complète et présentant le long de la direction de propagation d'une interaction recherchée, un coefficient non linéaire effectif de signe alterné (+,-) selon le <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> vecteur de périodicité V et avec une période A (réseau plan périodique pour quasi-accord de phase), -la figure 10 représente un dispositif selon

l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 1 à section circulaire adapté au quasi-accord de phase et comprenant deux zones concentriques : une zone centrale à réseau plan périodique (modulation (+,-) du signe du coefficient non- linéaire effectif) et une zone couronne c monocristalline dont le coefficient non linéaire effectif n'est pas alterné (+ ou-), -la figure 11 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 1 à section elliptique adapté au quasi-accord de phase, et comprenant un réseau elliptique dont le coefficient non-linéaire <BR> <BR> <BR> <BR> effectif est à signe alterné (+,-) selon une périodicité A pouvant varier de #min à #max sur deux sections angulaires d'ouverture ß, -la figure 12 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 5 à section elliptique adapté au quasi-accord de phase, correspondant à une portion d'ellipse d'ouverture ß comprise entre 0° et 180° où est inscrit un réseau dont la période peut varier <BR> <BR> <BR> <BR> de Amin A Amaxf<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> -la figure 13 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L,), un cristal à propriété optique non-linéaire 1 à réseau circulaire périodique dont les indices de réfraction n+ ou n-, varient en fonction de la direction de propagation dans un plan donné.

EXEMPLES Exemple 1. Calcul des directions d'accord de phase par biréfringence L'accord de phase par biréringence permet l'optimisation de l'efficacité des interactions paraméttriques optiques.

Dans le cas des cristaux où la dispersion en pulsation (#=2#v où v est la fréquence) des indices (n) de réfraction est dite"normale", à savoir n (t) <n (f) lorsque #1<#j, et pour des interacticns où les vecteurs d'ondes des ondes couplées sont colinéaires, les différentes relations d'accord de phase possibles sont les suivantes : -pour les interactions à 3 ondes de pulsations #1, #2 et <BR> <BR> <BR> <BR> #3 (avec #1 + #2 =#3)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 +(#1,#,#) #2 n+(#2,#,#) = #2 n-(#3,#,#) (1a)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+ (#1,#,#)+ #2 n-(#2,#,#) = #3 n-(#3,#,#) (1b)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Wn(W.e)+wn+(w,8,)-wsn-(w.e)(1C) -pour les interactions à 4 ondes de pulsations #1, #2, #3 <BR> <BR> <BR> <BR> et (04 (avec col + #2 + #3 = #4)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 n+ (lt) + #2 n+ (2r) + 3 n+ (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+(#1,#,#)+ #2 n-(#2,#,#)+ #3 n- (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+(#1,#,#) + #2 n+(#2,#,#) + #3 n- (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+(#1,#,#)+ #2 n-(#2,#,#)+ #3 n+ (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#) (2)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+(#1,#,#) + #2 n+(#2,#,#)+ #3 n- (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+(#1,#,#)+ #2 n-(#2,#,#)+ #3 n+ (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> #1 n+(#1,#,#) + #2 n+(#2,#,#) + #3 n+ (#3,#,#) = #4 n-(#4,#,#) Pour des interactions où les vecteurs d'onde des ondes couplées sont non colinéaires, les combinaisons d'indices de réfraction n+ et n- sont identiques aux cas colinéaires

mais avec des coefficients différents : pour les interactions a 3 ondes, #1 est remplacé par #1 cos [al3 (0, (D)] et @2 est remplacé par #2 cos [α23 (#,#)] ; pour les interactions à 4 ondes, #1 est remplacé par 1 cos <BR> <BR> <BR> <BR> #2estremplacépar#2cos[α24(#,#)]et#3est[α14(#,#)], <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> remplacé par #3 cos [α34 (#,#)], avec aij etant l'angle entre les vecteurs d'onde à oi et #j (i = 1 ou 2 si j =3 ; i =1 ou 2 ou 3 si j 4). Par exemple, dans le cas des interactions à 3 ondes, la projection des relations vectorielles d'accord de phase sur la direction du vecteur <BR> <BR> <BR> d'ondes k ; transforme la relation (1a) en :<BR> <BR> <BR> <BR> 13(#,#)]n+(#1,#,#)=#2cos[α23(#,#)]n+(#2,#,#)=#3n-(#3,#,#)(3 )#1cos[α où α13 (α23) sont les angles entre les vecteurs d'ondes à #1 et w3 (2 et (03) respectivement. (#,#) sont les coordonnées sphériques de la direction d'accord de phase considérée dans le repère optique (x, y, z) qui est liée au cristal non linéaire. La figure 1 illustre la disposition des axes (x, y, z) et les coordonnées sphériques (0, +) d'une direction quelconque. La section (xy) peut être circulaire ou elliptique. Les coordonnées sphériques (0, +) sont reliées aux (Ux,Uy,Uz)par:cartésiennes Ux = cosf sinO Uy = sinf sinO Uz = cosO n+ (@) et n~ () sont les solutions de l'équation de Fresnel et sont données par : La surface n' (0,) est appelée surface des indices. nx (#),

ny (#) et n2 (#) sont les indices principaux de refraction a la pulsation #. Les indices principaux de réfraction aux pulsation des ondes en interaction sont des paramètres nécessaires à la résolution des équations d'accord de phase (1), (2) et (3) ; ils sont donnés par des équations de Sellmei_r à 4,5 ou 6 coefficients. Les équations de Sellmeier des cristaux ci-après considérés dans les exemples, 3,5 et 6 sont données ici à température ambiante. Elles sont déterminées à partir de plusieurs mesures d'indices de réfraction à différentes longueurs d'ondes # (# est exprimé en um dans les équations (5) à (11)).

1. U4J6 A. = 0/0733 AY (S) V p ? 0. 06//71 2 (t 5z660 f 0 017 F h-0.067 i 7 ? i _ 1 d600 i'., r.n.) = 2_566ti +-0_Ol l : l, = z n.'--O. Od2=v0 0, 35I90. = 0, 27I86, ri 2,.) = 2-5366 (0- I-10600-2 0-017' 12, 1 z-2-0. 06^-14-iO n ;, (n.) = 2, 8U77 + (9) h'--p, 093917 :'- 8. 6981 0, 8 J. 87^-., 2 0, ^-.-OI7.'- n, (.) = 3, 85I0 +- 'n,'--s6. 976 n.'= 0, 2229 Li :'VbQ3 : no (1,)-rt_304. 8-Z 0733-0_027153 n.'- (10) n (k) _ 1. 58870 ~ 1 ~ 0. 09190 k ° n,'-_0 ^-ri--79 -,-r7 ; () 2. ?. 0_009578, 0_077690 _ 0.23570 n.'- (11) % 2-0-060858-0. 0-)-) 7 8 ? no (,) non mesure (non sallicite) Pour une interaction donnée, caractérisée par les pulsations des ondes en interaction, il existe un ensemble de directions d'accord de phase, c'est-a-dire de couples <BR> <BR> <BR> <BR> () qui sont solutions de la même équation d'accord de phase. De plus, ces différentes directions dlaccord de phase ne sont pas équivalentes du point de vue de l'efficacité d'interaction. D'autre part, les directions d'accord de phase sont différentes d'une interaction à l'autre. Ainsi, un plan d'orientation quelconque contient un ensemble de directions d'accord de phase. Les plans intéressants pour la présente invention sont en particulier certains plans de symétrie de la surface des indices. Ces plans sont orthogonaux à l'axe de révolution du cylindre. <BR> <BR> <BR> cristaluniaxe,définiparnx=ny#nz,lesplansPourun

utiles sont les plans orthogonaux au plan (xy), c'est-à- dire à angle + constant : chacun de ces plans contient des directions d'accord de phase symétriques 2 à 2 par rapport à l'axe z, et chacun de ces couples correspond à une interaction particulière. Les différents plans, correspondant aux différentes valeurs de ¢, présentent la même gamme spectrale d'accord de phase mais se distinguent par ltefficaclté dtinteraction.

Pour un cristal biaxe, défini par n, &num ny&num nz, les trois plans principaux (xy), (xz) et (yz) sont intéressants. Le plan (xy) continent des directions d'accord de phase symétriques 2 à 2 par rapport à x et y, chacun des couples correspondant à une interaction spécifique. Les plans (xz) et (yz) possèdent la même symétrie que les plans d'un cristal uniaxe contenant l'axe z décrits précédemment. Les trois plans (xy), (xz) et (yz) du cristal biaxe ne présentent pas les mêmes gammes spectrales d'accord de phase.

Exemple 2 Formes du cristal non linéaire La figure 2 illustre différentes formes de réalisation d'un cristal faisant partie du dispositif selon l'invention, les surfaces hachurées représentent les surfaces dudit cristal sur lesquelles peuvent avantageusement être placées des électrodes (pour l'effet électro-optique). Les références 1 et 2 désignent chacune un cristal à propriété optique non linéaire présentant un volume cylindrique de révolution de manière complète (référence 1 : cylindre ; référence 2 : cylindroide), les références 3 et 4 désignent un cristal à propriété optique non linéaire présentant un volume cylindrique de révolution de manière tronquée sur des cadrans opposés et symétriques par rapport à son axe de révolution, :cylindretronqué;référence4:(référence3 cylindroïde tronqué), la référence 5 désigne un cristal à

propriété optique non linéaire correspondant à une portion desdits volumes 1 ou 2 selon des plans contenant l'axe de révolution (référence 5 : cylindre ou cylindroïde partiel). Lesdits volumes de cylindre 1 ou de cylindroïde 2 peuvent être à section circulaire, ou à section elliptique ; une telle section peut être notamment considérée selon un plan orthogonal à l'axe de révolution.

Des électrodes peuvent être avantageusement placées de part et d'autre d'un cristal selon différentes dispositions, elles sont représentées en figure 2 par une paire de surfaces hachurées. Pour les cristaux de volume 3 ou 4, deux de ces dispositions sont illustrées : paire d'électrodes orientées horizontalement, ou paire d'electodes orientees verticalement.

Exemple 3 Disposition et géométrie des éléments de focalisation et collection des rayonnements Le (ou les) rayonnement (s) incident (s) est (sont) focalisé (s) sur le cristal par une (ou des) lentille (s) ou par un miroir à concavité orientée du côté dudit cristal ou par un miroir à concavité orientée du côté opposé dudit cristal. Le (ou les) rayonnement (s) émergent (s) est (sont) collecté (s) par une (ou des) lentille (s) ou par un miroir à concavité orientée du côté dudit cristal ou par un miroir à concavité orientée du côté opposé dudit cristal, indépendant (s) du dispositif de focalisation.

La distance focale du dispositif de focalisation est telle que le (ou les) rayonnement (s) incident (s) a (ont) une dimension faible par rapport au rayon du cristal pour limiter les aberrations optiques et augmenter l'efficacité d'interaction, et que cette dimension soit suffisante pour éviter un endommagement du cristal par une intensité incidente trop importante. La distance focale du dispositif collectant le rayonnement émergent est telle que la divergence de ce rayonnement émergent est minimale.

Ces distances focales sont comprises entre 50 et 500mm environ. Les figures 3 et 4 illustrent la réalisation d'un dispositif selon l'invention où un s eul rayonnement incident est focalisé sur le cristal. La figure 3 représente un dispositif selon l'invention comprenant un cristal à propriété optique non linéaire 1 présentant un volume cylindrique de révolution de manière complète et une distance focale f. Ce cristal est capable d'une rotation d'un angle a pouvant aller de 0° à 360°. Il est placé entre deux lentilles Li et L2 de distances focales respectives fa et 2- La figure 4 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles L1 et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 3 présentant un volume cylindrique de révolution de manière tronquée sur deux cadrans d'écart angulaire #α opposés et symétriques.

La figure 5 illustre la réalisation d'un dispositif selon l'invention ou trois rayonnements incidents sont focalisés sur le cristal. Le cristal à propriété optique non linéaire 1 présente un volume cylindrique de révolution de manière complète. Il est placé entre six lentilles convergentes ; L1i, L2i, L3i, sont les lentilles servant a focaliser les différents rayonnements incidents ; L1e, L2e, L3e, sont les lentilles servant à collecter les différents rayonnements émergents.

Exemple 4 Calcul général d'une cavité Dans le cas des interactions résonantes, le cristal est placé à l'intérieur d'une cavité. La géométrie de la cavité, rayon de courbure des miroirs R et distances séparant les miroirs du cristal d, est définie en fonction des propriétés spécifiques de réfraction des dioptres cylindriques de cristaux à propriétés optiques anisotropes, en particulier vis-à-vis de l'angle de double

réfraction p, l'angle entre le vecteur de Poynting (le faisceau) et le vecteur d'onde (1'onde). Les coefficients de réflexion des miroirs d'entrée et de sortie sont tels que la cavité puisse etre resonante soit à une, soit à deux, soit à trois ondes, soit à quatre ondes en interaction.

Le miroir recevant le rayonnement incident, appelé miroir d'entrée, peut être plan. Afin d'optimiser le seuil d'oscillation et la stabilité de la cavité, le miroir d'entrée peut avoir un rayon de courbure adapté (par exemple sphérique, cylindrique ou parabolique), avec la concavité du côté du cristal non linéaire ou du côté opposé du cristal non linéaire.

Si les ondes résonnantes ont un angle de double réfraction nul, le miroir recevant le rayonnement émergent, appelé miroir de sortie, peut être plan comme le montre la figure 6.

La figure 6, représente un dispositif selon l'invention comprenant un cristal à propriété optique non linéaire 1 placé entre deux lentilles L1 et L2, et placé à l'intérieur d'une cavité présentant deux surfaces réfléchissantes (ou miroirs) entrée et sortie permettant la résonance de l'onde dont le vecteur de Poynting est P1.

Les lentilles sont placées à l'extérieur de la cavité. Le schéma de la figure 6 fait apparaître uniquement deux types de faisceaux : le faisceau représenté par le vecteur de Poynting P1, résonant, dont l'angle p est nul, et le faisceau représenté par le vecteur de Poynting P2, non résonnant, avec p non nul. Les vecteurs d'onde ass oci es a P1 et P2 sont colineaires a P1. Seul un aller-retour de cavité est figuré : sens + pour 11 aller, sens-pour le retour.

Afin d'optimiser le seuil d'oscillation et la stabilité de la cavité, le miroir de sortie peut avoir un rayon de courbure adapté (par exemple sphérique, cylindrique ou parabolique), avec la concavité du côté du cristal non

linéaire ou avec la concavité orientée du côté opposé du cristal non linéaire.

Si au moins une des ondes en résonance a un angle de double réfraction p non nul, le miroir de sortie est sphérique ou cylindrique, de rayon R Le choix de l'orientation, par rapport au cristal, et de la grandeur du rayon de courbure R ainsi que de la distance d séparant le cristal du miroir de sortie dépend du paramètre géométrique L de telle sorte que les faisceaux aller et retour de l'onde en résonance soient confondus comme le montrent les figures 7 et 8.

Les figures 7 et 8 représentent en effet un dispositif selon l'invention comprenant un cristal à propriété optique non linéaire 1 placé entre deux lentilles L1 et L2 et placé à l'intérieur d'une cavité présentant deux surfaces réfléchissantes (ou miroirs) entrée et sortie permettant la résonance de deux ondes à vecteurs d'ondes colinéaires à P1, représentées par leurs vecteurs de Poynting respectifs P1 et P2 avec p1 résonant ou non résonnant, et tel que l'angle de double réfraction p correspondant est nul, avec P2 résonnant tel que l'angle de double réfraction p correspondant est non nul. Les lentilles sont placées à l'extérieur de la cavité. Sur la figure 7, le miroir d'entrée est plan, le miroir de sortie présente un rayon de courbure R avec la concavité du côté du cristal 1 ; sur la figure 8, le miroir d'entrée est plan, le miroir de sortie présente un rayon de courbure R avec la concavité du côté opposé au cristal 1.

Le paramètre L est défini par : avecp=acinnsin?p-2p(

n est l'indice de réfraction de l'onde en résonance dont l'angle p est non nul.

Les figures 7 et 8 font apparaître uniquement deux types de faisceaux : le faisceau P1, résonant ou non, dont la polarisation est telle que l'angle p est nul, et le faisceau P2, résonant, avec p non nul. Les vecteurs d'onde associés à P1 et P2 sont colin6aires cA Pi. Seul un aller- retour de cavité est figuré : sens + pour l'aller, sens- pour le retour.

La figure 7 concerne un miroir de sortie dont la concavité est orientée du côté du cristal. Pour une valeur de d donnée, le rayon de courbure R est défini par : R = d-L avec d > L (14) L est donné par les relations (12) et (13).

La figure 8 concerne un miroir de sortie dont la concavité est orientée du côté opposé au cristal.

Pour une valeur de d donnée, le rayon de courbure R est défini par : R = L-d avec d < L (15) L est donné par les relations (12) et (13).

Le rapport L/Rz est constant à 10-3 près pour des valeur de p comprises entre 0° et 2°, qui sont des valeurs typiques des principaux cristaux utilisables pour les interactions paramétriques. La variation de L/Rc est de l'ordre de 10-2 lorsque p varie de 2° à 3°. Ainsi pour ces cas de fort angle de double réfraction, les trajets des faisceaux aller et retour sont confondus si le miroir de sortie présente une courbure adaptée, non sphérique et non cylindrique, qui tient compte des valeurs de L et p correspondant à la plage spectrale utillisée ; un tel miroir peut être employé afin d'optimiser la stabilité et le seuil d'oscillation de la cavité.

Pour un miroir de rayon de courbure R donné, la configuration selon la figure 8 n'est envisageable que si le rayon du cylindre est supérieurà une valeur minimale.

R Rc > (16)<BR> cos 2# + sin 2# - 1<BR> tan#e<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> tel que d (=L-R) soit positif.

Lorsque les deux configurations des figures 7 et 8 sont envisageables, le cas de la figure 8 conduit à une longueur totale de la cavité (2R+L pour deux miroirs entrée et sortie de même rayon de courbure) plus courte que la configuration de la figure 7 (2 F+L+2 R). Pour des rayonnements à impulsions temporelles courtes, une cavité de faible longueur permet une conversion plus efficace.

Exemple 5. Oscillateur Paramétrique Optique (OPO) en accord de phase par biréfringence Dans le cas d'une interaction à 3 ondes de pulsations <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> respectives #1, #2 et #2 avec le rayonnement laser incident, appelé"pompe"a une longueur d'onde #p=2#c/#3, où c est la vitesse de la lumière dans le vide <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> C03 la plus grande des trois pulsations des ondes en interaction. Les deux pulsations des ondes émises dans l'OPO sont appelées 'signal" et "complémentaire", de longueurs#s=2#c/#2et#i=2#c/#1,tellesrespectives que #1+#2=#3 et #1 < #2. Le tableau 1 ci-dessous donne, pour #p=0,532µm et Bp=1, 064um, la plage de longueurs d'onde du signal ARs et du complémentaire Aki, qutil est possible de générer en accord de phase par biréfringence pour une <BR> <BR> <BR> <BR> rotation totale 6a à partir de l'angle minimum d'accord de phase αmin, des cylindres de plusieurs cristaux à

propriétés optiques non linéaires : KTiOPO4 (KTP),<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Cs Ti OAs O9 (CTA), RbTiOPO4 (RTP), RbTiOSaO4 (RTA), KtiOSaO4 (KTA), Lino3. L'axe de révolution, X, Y ou Z, est un axe du repère optique, défini dans l'exemple 1. Pour une <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> rotation autour de l'axe Z, a est l'angle ¢ des<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> coordonnées sphériques ; pour une rotation autour des axes<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Y ou X, a correspond à l'angle 0 des coordonnées<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> sphériques. 6a et umin sont calculés à partir des relations d'accord de phase et des équations de Sellmeier de 1'exemple 1.

Chaque cristal, usiné en cylindre complet 1, en cylindre <BR> <BR> <BR> <BR> tronqué 3 ou en cylindre partiel 5 (cf. figure 2), est placé à l'intérieur d'une cavite resonante telle que ci- dessus définie en exemple 1 (lentilles à l'extérieur de cavité).

Tableau 1 Cristal ##i##s Axe de αminde (µm)rotationrotation(°)(µm)(µm) du#a(°) cylindre (-)0,62-1,04(+)1,09-3,5(-)Y4644KtiOPO40,532 KTiOPO4 1,064 (-) 1,53-2,12 (+) 2, 13-3,5 (-) Y 7 45,5 CsTiOAs04 0,532 (-) 0,59-0,74 (+) 1, 9-5,2 (-) Y 39 51 CsTiOAs04 1,064 (-) 1, 33 - 2, 12 (+) 2, 13-5,2 (-) Y 15 61,5 (-)0,59-0,855(+)1,41-5,2(-)Y4941RbTiOAsO40,532 RbTiOAsO4 1,064 (-) 2,12(+)2,13-5,2(-)Y9,344,6- (-)0,62-0,95(+)1,21-3,5(-)Y4545RbTiOPO40,532 RbTiOPO4 1, 064 (-) 1,52-2,12 (+) 2,13 - 3, 5 (-) Y 8,3 49,5 LiNbO3 0,532 (-) 0,59-0,70 (+) 2, 2-5,2 (-) Y (ou X) 40 50 LiNbO3 1,064 (-) 1,33-2,12 (+) 2, 13-5,2 (-) Y (ou X) 21 57 KTiOPO4 0,532 (-) 0,95-1,06 (-) 1, 06-1,2 (+) Z 67 23 KTiOPO4 1,064 (-) 1,52-1,58 (-) 3, 26-3,5 (+) Z 90 0 CsTiOAsO4 0,532 (-) 0,74-0,84 (+) 1, 45-1,9 (-) Z 90 0 CsTiOAsO4 1,064 (-) 1,7-2,0 (-) 2,27-2,8 (+) Z 90 0 RbTiOAs04 0,532 (-) 0,855-0,955 (+) 1,2-1,41 (-) Z 90 0 RbTiOAsO4 1, 064 (-) 1,54-1,61 (-) 3, 15-3,4 (+) Z 90 0 RbTiOPO4 0,532 (-) 0,95-1,06 (+) 1, 06-1,21 (+) Z 60 0 RbTiOPO4 1,064 (-) 1,61-1,69 (-) 2, 85-3,15 (+) Z 90 0 KTiOAsO4 0,532 (-) 0,96-1,04 (+) 1, 08-1,19 (-) Z 90 0 KTiOAsO4KTiOAsO41,064 (-) 1,60(-)3,15-3,38(+)Z900- (+) et (-) font référence aux indices de réfraction n+ et

n~ définis dans l'exemple 1, qui interviennent dans la relation d'accord de phase.

Le cas d'un OPO accordable dans la gamme 1, 4µm - 5,2µm pour des applications en spectroscopie infrarouge est détaillé ci-après. Le laser de pompe émet un rayonnement à 0, 532µm (laser YAG-Nd doublé en fréquence). Un cristal de PbTiOAsO est usiné en cylindre partiel 3 (cf figure 2) avec les faces cylindriques polies optiquement. L'axe de révolution est porté par l'axe Y (identique à l'axe cristallographique b). Les directions extrêmes de la portion cylindrique sont l'axe X (identique à l'axe cristallographique a) d'une part et la direction (#=0°, #=41°) d'autre part. La rotation du cristal s'effectue autour de l'axe Y, entre ces deux directions extrêmes, au moyen d'un dispositif de rotation micrométrique motorisé solidaire du cristal.

Le rayon de la portion cylindrique est R : =l0mm. Le cristal est placé entre deux miroirs cylindriques de rayon de courbure R=10mm. Un miroir est totalement réfléchissant pour les longueurs d'ondes de 0,59um à 0,86um, le second miroir a un coefficient de réflexion important (93=90%) pour ces mêmes longueurs d'ondes. Les miroirs sont disposés suivant l'arrangement décrit en figure 8. La longueur totale de la cavité esL de 32,5mm avec L=12,5mm et d=2, 5mm. Si les miroirs sont disposés suivant l'arrangement décrit en figure 7, la longueur totale de la cavité est de 52, 5mm avec L=12,5mm et d=22,5mm.

Exemple 6. Générateur de Second Harmonique (GSH) en accord de phase par biréfringenc Dans le cas d'une interaction à 3 ondes de pulsations respectives cl,ceta-avecc==cl+t_,le rayonnement incident, appelé"pompe", a une longueur d'onde #F=2#C/#, <BR> <BR> <BR> avec O. La pli_ation des ondes émises dans le

G SH es t le second harmonique de l'onde pompe, s oi t de longueur d'onde #H = 2#C/2#, avec 2# = #@. Le tableau 2 donne, pour une rotation totale 5c4 90', la plage de <BR> <BR> <BR> longueurs d'onde de pompe tXF pour lesquelles un accord de phase par biréfringence de la GSH est possible dans des cylindres de plusieurs cristaux à propriétés optiques non :KTiOPO4(KTP),RbTiOAsO4(RTA),CsTiOAsO4(CTA),linéaires <BR> <BR> <BR> RbTiOPO4 (RTP), et KTiOAsOu (KTA). La rotation s effectue autour de l'axe Z de ces cristaux (axe cristallographique c qui est l'axe binaire), à partir d'un des axes X ou Y.

Les calculs sont effectués à partir des relations d'accord <BR> <BR> <BR> de phase lb (équivalente à lc dans le cas de la GSH) de l'example 1. Chaque cristal, usiné en cylindre complet 1, en cylindre tronqué 3 ou en cylindre partiel 5 (cf. figure 2) est placé à l'extérieur ou à l'intérieur d'une cavité telle que définie en exemple 4 ci-dessus. Cristal##f(um) -1,08KTiOPO40,99 -1,25RbTiOAsO41,14 -1,55CsTiOAsO41,27 -1,15RbTiOPO41,04 -1,15KTiOAsO41,08 Tableau 7 Le cas d'un cylindre de CsTiOAsO4 est détaillé ci-après.

L'obtention de rayonnement affiné spectralement entre 0,5um et 0,7pm est très difficile avec les OPO classiques.

Pour des applications en spectroscopie dans ce domaine de longueurs d'onde, le doublage de fréquence du rayonnement émis entre lpm et 1,4µm par un OPO est envisage. Un <BR> <BR> <BR> cristal de CsTiOAsO4 usiné en cylindre partiel 3 (cf figure 2) avec l'axe binaire Z (axe cristallographique c) comme axe de révolution est fixé sur un support de rotation micrométrique motorisé. La face cylindrique du cristal est polie optiquement. Le rayonnement incident, émis entre

1, 27µm et 1,55um par un OPO, est focalisé par une lentille convergente de focale 100mm (placée à l'extérieur de la cavité) dans le cristal de rayon R=5mm. Le rayonnement émergent est collecté avec une seconde lentille de focale identique, placée également à l'extérieur de la cavité comme indiqué en exemple 4. Une rotation complète de 90° entre les axes X et Y permet de générer un rayonnement harmonique entre 0, 63µm et 0, 77µm de façon efficace du fait des angles de double réfraction toujours faibles pour les directions d'accord de phase considérées.

Exemple 7. Quasi-accord de phase : calcul de la longueur de cohérence L'intérêt du quasi-accord de phase est notamment qu'il peut être réalisé pour des combinaisons de toute solution n+ ou n- aux pulsations des ondes en interaction. n~ sont donnés par la relation (4) de 1'exemple 1.

La longueur de cohe rence L : des interactions paramétriques dans les cristaux à structure alternée périodiquement des exemples 9 et 10 est donnée par la relation suivante dans le cas d'une interaction à trois ondes de pulsations t31, @2 et : <BR> <BR> <BR> # c<BR> Lc=(17)<BR> <BR> <BR> <BR> (#3)-[#1n(#1)+#2n@(#2)]#3n n est calculé à partir des équations de Sellmeier données dans 1'exemple 1. Dans une structure de période 2Lct l'interaction de conversion de fréquence est en quasi - accord de phase lorsque les indices de réfraction des ondes en interaction n (#1), n (0) 2) et n (#3) vérifient la relation (17).

Exemple 8. Calcul de la variation de la longueur de cohérence en fonction de l'angle de rotation du cristal dans le cas d'un réseau plan périodique.

La figure 9 représente un dispositif selon l'invention comprenant, placé entre deux lentilles Li et L2, un cristal à propriété optique non linéaire 1 présentant un volume cylindrique de révolution de manière complète, capable de <BR> <BR> <BR> <BR> rotation selon un angle a pouvant aller de 0 à 360° et présentant un coefficient non linéaire effectif de signe alterné (+,-) selon le vecteur de périodicité V. p est la largeur de chaque domaine monocristallin du réseau selon V. Le rayonnement laser étant considéré fixe, la longueur de cohérence selon la direction de propagation est fonction de l'angle de rotation a. Elle est donnée par la relation suivante : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> p<BR> <BR> <BR> =-(18)Lc(α) <BR> <BR> <BR> <BR> cos cc<BR> <BR> <BR> <BR> La périodicité du réseau varie donc en fonction de a selon la relation suivante : #(α) = 2 x Lc (a) (19) Ainsi à chaque angle a correspond une interaction paramétrique particulière (#1,#2, #3) telle que Lc (a) soit égale à un multiple impair de la longueur de cohérence de cette interaction. Ceci permet de réaliser l'accordabilité du dispositif paramétrique. La symétrie de la structure périodique est telle qu'une rotation totale 6a=90° permet d'accéder à toutes les périodicités : #(α=0°) = 2p à A (a=90°) o. Ainsi, un volume cylindrique de révolution <BR> <BR> <BR> <BR> décrit de manière tronquée 3 (cf. figure 2) ou de manière partielle (portion 5 de cylindre) sont également utilisables dans ce cas. Le même raisonnement tient pour un volume de cylindrolde 2 par rapport A un volume de

cylindroide tronqué 4, et un volume 5 de cylindroide partiel. Ceci s'applique que la section (xy) soit circulaire ou elliptique.

Exemple 9. Oscillateur Paramétrique Optique (OPO) en quasi-accord de phase Dans le cas d'une interaction à 3 ondes de pulsations <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> respectives #1, #2 et #3 avec #3 = #1 + cl,, le rayonnement laser incident, appelé "pompe", a une longueur d'onde #p = 2#c/#3, où c est la vitesse de la lumière dans le vide <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> et (o3 la plus grande des trois pulsations des ondes en interaction. Les deux pulsations des ondes émises dans l'OPO sont appelées "signal" et "complémentaire", de <BR> <BR> <BR> <BR> longueurs d'onde respectives k-, = 2#c/#2 et ki = 27cc/coi,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> telles que col + #2 = o) 3 avec (ol<co,. Le tableau 3 ci-dessous donne, pour k, = 0, 532im et #p = 1,064µm, la plage de longueurs d'onde du signal et du complémentaire, respectivement Ak., et A, i, qu'il est possible de générer en <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> quasi-accord de phase pour une rotation totale 8a du cylindre de plusieurs cristaux à propriété optique non CsTiOAsO4,RbTiOAsO4,LiNbO3,LiTaO3,linéaire,KTiOPO4, RbTiOPO4 et KTiOAsO4 dont le signe du coefficient effectif est périodiquement alterné sur une longueur de cohérence Lc (cf figure 9). Les domaines sont inversés selon l'axe polaire des cristaux qui correspond à l'axe de révolution du cylindre conformément à ce qui est décrit dans les exemples 7 et 8 ci-dessus. L'angle de rotation est repéré par rapport au vecteur de périodicité du réseau V.

L'interaction considérée concerne 3 ondes polarisées selon l'axe polaire. Les calculs sont effectués à partir de la relation (17) de 1'exemple 7 et des équations de Sellmeier de 1'exemple 1.

Chaque cristal, usiné en cylindre complet 1 ou en cylindre <BR> <BR> <BR> tronqué 3 ou en portion 5 de cylindre (cf. figure 2), est

placé dans une cavité résonante telle que ci-avant définie en exemple 1. Les trois ondes en interaction ayant un angle de réfraction nul, les miroirs d'entrée et de sortie de la cavité peuvent être plans. ##s##iPasduAngledeMarériau#p (µm)réseaurotation(µm)(µm) V# = maximum (µm)##(°) 0,62-1,061,06-3,59,350KTiOPO40,532 1,52-2,122,13-3,536,523KTiOPO41,064 RbTiOAsO4 -1,061,06-5,215,6570,59 1,33-2,122,13-5,234,834RbTiOAsO41,064 0,62-1,061,06-3,58,849RbTiOPO40,532 1,52-2,122,13-3,53225RbTiOPO41,064 0,59-1,061,06-5,26,856LiNbO30,532 1,33-2,122,13-5,225,736LiNbO31,064 0,59-1,061,06-5,27,956CsTiOAsO40,532 1,33-2,122,13-5,23038CsTiOAsO41,064 KTiOAsO4 -1,061,06-5,28,5550,59 1,33-2,122,13-5,229,539KTiOAsO41,064 TabLeau 3 Le cas d'un OPO accordable entre 3pm et 5µm pour des applications en contre mesures optroniques est détaillé ci-après. Une structure de LiNbO-> à domaines ferroélectriques alternés de périodicité 26,26um est <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> usinée en cylindre tronqué 3 (cf. figure 2), avec les faces cylindriques polies optiquement. L'axe de rotation du cylindre est l'axe binaire Z auquel les domaines ferroélectriques sont parallèles. Le vecteur de périodicité de la structure V est perpendiculaire à cet axe et constitue une des directions extrêmes de la portion cylindrique. L'autre direction extrême de la portion cylindrique est située à 40,5 due la première. La structure est fixée sur un support de rotation micrométrique motorisé. La portion de cylindre a un rayon W=13mm et une épaisseur de lmm. Elle est placée au centre d'une cavite formee de deux miroirs cylindriques de rayon de courbure R=15mm dont la concavité est orientée du côté

du cristal. Le premier miroir est totalement réfléchissant pour les longueurs d'ondes comprises entre 1, 35µm et 1, 65µm, le second miroir a un coefficient de réflexion W=90% pour ces mêmes rayonnements. La longueur totale de la cavité est de 30mm. Le rayonnement laser de pompe est émis à 1, 064µm par un laser YAG : Nd. Deux lentilles de focale f=100mm sont placées de part et d'autre de la cavité pour focaliser le rayonnement incident et collecter le rayonnement émergent.

Exemple 10. Générateur de Second Harmonique (GSH) en quasi-accord de phase Dans le cas d'une interaction a 3 ondes de pulsations respectives #1, #2 et #3 avec #3 = #1 + (0'-, le rayonnement <BR> <BR> <BR> <BR> incident, appele"pompe", a une longueur d'onde 7 = 2#c/#, avec # = #1 = #2. La pulsation des ondes émises dans le G SH est le second harmonique de l'onde pompe, soit de longueur <BR> <BR> <BR> <BR> d'onde #H = 2#c/2#, avec 2 = C03 = CO + #. Le tableau 4 ci- dessous donne la plage de longueurs d'onde de pompe ##F, correspondant à une rotation totale #α, pour lesquelles le quasi-accord de phase de la GSH est possible dans des cylindres de plusieurs cristaux à propriétés optiques non RbTiOAsO4,CsTiOAsO4,RbTiOPO4,KTiOAsO4,linéairesKTiOPO4, LiNb03 et LiTaO3, dont le signe du coefficient effectif est périodiquement alterné sur une longueur de cohérence Lc <BR> <BR> <BR> <BR> (cf. figure 9). Les domaines sont inversés selon l'axe polaire des cristaux qui correspond à l'axe de révolution du cylindre conformément à ce qui est décrit en exemples 7 et 8 ci-avant. L'angle de rotation est repéré par rapport au vecteur de périodicité du réseau V. L'interaction considérée concerne 3 ondes polarisées selon llaxe polaire. Les calculs sont effectués à partir de la relation (17) de l'exemple 7 et les équations de Sellmeier de 1.

Chaque cristal, usiné en cylindre complet 1 ou en cylindre <BR> <BR> <BR> tronqué 3 ou en portion 5 de cylindre (cf. figure 2), est placé soit à llextérieur, soit a llinterieur d'une cavite telle que ci-avant définie en exemple 4. La figure 6 illustre un tel dispositif lorsque le cristal est placé à llinterieur d'une telle cavité. Le système optique focalisant et colimatant (lentilles) est alors placé à llextc, rieur de cette cavité. PériodicitédelaAnglederotationMatériau##f(µm) maximum##(°)structureV#=2Lc(µm) -0,953,556KTiOPO40,8 -RbTiOPO40,8 0,95 58 -0,95RbTiOAsO40,8 58 -0,952,064LiNbO30,75 -0,951,376LiTaO30,64 -0,952,760CsTiOAsO40,8 -0,95KTiOAsO40,8 59 TabLeau 4 Par exemple, un cylindre de LiTaO3 à domaines alternés périodiquement peut être utilisé pour générer un rayonnement laser accordable de courte longueur d'onde. La structure a une périodicité de 1, 31µm, un rayon W=8mm et une épaisseur de 0,5mm. La rotation de la structure s'effectue autour de l'axe binaire Z, sur un support de rotation micrométrique. Elle permet le doublage de fréquence du rayonnement laser incident émis par un laser titane-saphir ou par un OPO accordable.

Exemple 11. Cristal non-linéaire à couronne pour quasi- accord de phase Pour certains matériaux, notamment pour ceux susceptibles de présenter une fragilité à l'interface entre la zone + et la zone-, il est envisagé de ne pas moduler le signe du coefficient non-linéaire effectif dans la partie périphérique du volume du cylindre ou du cylindroide.

Cette nouvelle disposition du réseau est illustrée par la figure 10.

Le mulieu non-linéalre est alors constitué par deux zones concentriques : la zone centrale est modulée (+,-), alors que la zone périphérique (couronne C) a un coefficient non-linéaire effectif non alterne, c'est-a-dire soit +, soit. Cette couronne peut par exemple présenter une largeur p de 1 mm pour une zone centrale alternée de diamètre 25 mm. L'intérêt de cette couronne est de permettre l'obtention d'une surface polie de bonne qualité.

Exemple 12 Calcul de la variation de la longueur de cohérence en fonction de l'angle de rotation dans le cas <BR> <BR> <BR> <BR> d'un réseau elliptique périodique<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 11 est egalement envisagé de conside. ru un réseau elliptique au liera du réseau plan dans le cas notamment ou y aurait des pertes par r6fraction ou diffusion aux interfaces planes des zones -enincidenceoblique.+et La figure 11 décrit un dispositif à réseau courbe elliptique pour <BR> <BR> <BR> le quasi-accord de phase selon la présente invention. Le cylindroïde d'axe de revollltion O a un contour elliptique de grand axe OA et de petit axe OB. Dans deux secteurs angulaires en vis à vis d'ouverture ß pouvant être entre 0° et 180° sont inscrits des réseaux identiques formés de couronnes elliptiques dont les axes eozncident avec OA et OB. Ces couronnes sont alternativement + et -avec une pénode donnee selon un rayon de l'ellipse repéré par I'angle a, d (a) =2Lc (a) ; #(α) varie en fonction de oc de #min à #max permettant ainsi le quasi-accord de phase pour des interactions de conversion de fréquence dont la longueur de cohérence Lc(α) estLcmin=pminetLcmax=pmax.Siαestrepéréparentre rapport au grand axe OA et pour ß=90°, la longueur de cohérence en foncdon de a est donnEe par la relation suivante :

dudispositifestréaliséeparrotationdeAinsil'accordabilité deO.Lorsquelesrayonnementssepropagentl'ellipseautour selon un axe a de l'ellipse, ils font un angle i (a) avec la normale de l'élément de surface du réseau qui est donné par la formula suivante : ? CoSZC. C SIII Q i (a) =PKccoc P2ax PT=n (21) cosZa sin cc L 4 +-4 1 PT"qx PniLa onconsidèreunOPOselonlaprésenteinventionParexemple, avec une structure de LiNbO3 à domaines ferro6lectriques alternes formant un réseau elliptique avec pmin=26µm et pmax=31,75µm. L'angle d'incidence i (a) calcul a partir de la <BR> <BR> <BR> formule (21) est égal à 0° selon le grand axe (α=0°) ou selon le petit axe (a=90') et il atteint une valeur maximale de l'ordre de <BR> <BR> <BR> 11° au voisinage de α=45°. Lorsque ce dispositif est pompe a #p=1.064µm, la l'ellipsed'unangleαcomprisentre0°de <BR> <BR> et 90° permet de générer un rayonnement i Rs compris entre<BR> <BR> <BR> <BR> 2,12µmetunerayonnementà#icomprisentre2,13µm1,33µmet et 5, 2µm. Plus i (c, !) est grand et plus importantes sont les pertes à <BR> <BR> <BR> l'interface. Ainsi I'avantage du reseau eZliptiqLe par rapport au apparaîtbienicipuisque,pourlemêmeOPOmaisàréseauplan <BR> <BR> décritàlaligne8dutableau3,l'anglederotation#αréseauplan aussil'angled'incidenceparrapportàlanormaleduquiest réseauréseauplan atteint maximalede36°.valeur La figure 12 concerne un dispositif dérivé de celui de la figure <BR> <BR> 11: le milieu non-linéaire est reduit a une portion d'ellipse compriseentre0°et180°oùestinscritunréseaud'ouvertureß <BR> <BR> périodevariede#maxà#min.S1etS2sontlesdeuxdontla dumilieunon-linéaire.L'accordabilitéducontourscourbes dispositif est obtenue par rotation de la portion d'ellipse autour du point 0-

Exemple 13. Calcul de Ia vanadon de la longueur de cohdrence en fonction de I'anCle de rotation dans le cas d'un réseau circulaire p6riodigut Les exemples 7, gs 9 et I O concernent des matériaux dont 1'indice de reSaction peut varier ou ne pas varier en fraction de cc.

La figure 13 concerne un dispositif spécifique aux cristaux dont les indices de réfracdon ou n-déEms dans la formule (4) de l'ememple 1, Varient en fonction de la direction de propagation dans un pIan donné : c'est le cas dans un plan quelcoaque d'un cristal biaxe ou dans les plans principaux (xz) et (yz) d'un cristal <BR> <BR> uniaxe defznis dans 1'exemple 1. Le cristal non-linéaire est usiné en cylindre dont le plan est un des plans décrits précédemment de sorte que l'indice de réfraction varie coutinuement d'm rayon à l'autre. Dans le cylindre est inscrit un résetu, formé de couronnes circulaires concentriques de largeur p, dont la <BR> <BR> p6riodicit6 A = 2p est constante quel que soit le rayon considéré, repéré par L'accordabilitédudispositifestcependantα. <BR> <BR> <BR> possible grâce à la variation de l'indice de réfraction en fonction du rayon selon lequel se propagent les rayonnements. Ainsi la longueur de cohérence dépend de a. Par exemple, pour une <BR> <BR> interaction paraméttique a 3 ondes de pulsation 2.3, telles que #1 + #2 = #3, la longueur de cohérence Lc () est donnée par la relation sa rante : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> c<BR> Lc(α)<BR> u;z(w;,a)-[c1n(cal,a)+C72n(Cx72,a)I<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> n (coi, a) est l'indice de r6fraction n+ ou n- à #i, donné par la formule<BR> <BR> <BR> <BR> (4) de 1'exemple 1, selon la direction de propagation<BR> <BR> <BR> <BR> unanglederotationαdonné.correspondantà <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> chaqueαcorresponduntripletspécifique(#1,#2,#3):Ainsià l'accordabilité du dispositif est donc bien obtenue par rotation du cylindre autour de son centre.

Par exemple, un cylindre usiné dans le plan (xy) de CsTiOAsO4 dans lequel est luscrit un réseau. de période #=16µm permet une interaction de doublage de fréquence (#1=#2=#,#3=2#). Les deux ondespulsationfondamentale#ontunindicederéfractionla nt) tel que- n (.,)_[cos'rny(.)-rsin2or:t(7.)]-v' <BR> <BR> <BR> <BR> nx(#)sontdonnésparleséquationsdeSellmeier(8)deny(#)et l'exemple 1, # est l'angle que fait la direction ds propagation avec <BR> <BR> l'asce x.<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> aunindicederéfractionnz(#)donnéparL'ondegénérée l'équation (8) de iexeple 1. Une telle structure permet le doublage de fréquence pour des longueurs d'ondes comprises entre#=0°,et3,38µm,#=90°.à <BR> <BR> <BR> <BR> I1 demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. C'est ainsi que notamment le cristal peut présenter un volume de cylindre 1, un volume de cylindroïde 2, un volume de cylindre tronque 3 ou un volume de cylindroide tronque 4, ou un volume de portion 5 de cylindre ou de cylindroide, tel qu'illustre par la figure 2. Le cylindre ou cylindroïde peut présenter une section choisie parmi le groupe constitué par une section circulaire et une section elliptique.