Mission nationale de sauvegarde du patrimoine scientifique et technique contemporain

Description

Le cristal de KDP (doubleur de fréquence), construit en interne, est en forme de parallélépipède transparent. Il est contenu dans un petit boitier en plastique percé de deux trous circulaires sur deux faces parallèles. L'ensemble est porté par un support en laiton et fixé sur un banc d'optique puis exposé au faisceau d'un laser. Un système de roulement à bille et de tiges métalliques permet de régler précisément l'orientation et la direction du cristal par rapport à l'axe du faisceau lumineux. Ce cristal de KDP (KH2PO4, phosphate de monopotassium) est mis en contact avec un produit déshydratant (granuleux et jaune clair) pour éviter toute attaque par l'humidité.
La génération de seconde harmonique (GSH), également appelé doublage de fréquence, est un phénomène d'optique non-linéaire dans lequel des photons interagissant avec un matériau non-linéaire sont combinés pour former de nouveaux photons avec le double de l'énergie, donc avec le double de la fréquence ou la moitié de la longueur d'onde des photons initiaux.

Utilisation

Ce cristal de KDP était utilisé au laboratoire de Chimie Minérale de la faculté des sciences de Rennes comme étalon dans un montage de génération de second harmonique. On le positionnait sur un banc d'optique dans le faisceau d'un lase Nd:Yag qui émettait un rayon infrarouge à 1064 nm. A la sortie du cristal, on observait sur un écran un petit spot lumineux de couleur verte à la longueur d'onde moitiée de 532 nm ce qui démontrait le doublage de la fréquence du laser.
Une fois étalonné, on remplaçait le cristal de KDP par des échantillons de poudre de matériaux inventés au laboratoire (structure pyrochlore ferroélectrique) pour étudier leur capacité de génération de second harmonique.