Intensité directionnelle des raies Stokes et anti-Stokes dans la diffusion raman stimulée de corps présentant un effet Kerr important

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Submitted on 1 Jan 1967

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Geneviève Rivoire. Intensité directionnelle des raies Stokes et anti-Stokes dans la diffusion raman

stimulée de corps présentant un effet Kerr important. Journal de Physique, 1967, 28 (8-9), pp.711-

721. �10.1051/jphys:01967002808-9071100�. �jpa-00206572�

INTENSITÉ DIRECTIONNELLE

DES RAIES STOKES ET ANTI-STOKES DANS LA DIFFUSION RAMAN

STIMULÉE

DE CORPS

PRÉSENTANT

^UN

EFFET

KERR IMPORTANT Par Mme GENEVIÈVE RIVOIRE

(1).

Résumé. 2014 Une structure

spatiale

^{fine des raies Stokes au}

voisinage

du centre du

champ

est mise en évidence, ^{et une}

explication possible

^est fournie pour cette structure.

Un nouveau cône de distribution

angulaire

^{des raies} Stokes itératives et des raies anti- Stokes est observé, ^{et une}

explication

^est donnée pour ^son

origine.

^Enfin,

quelques

indications sont données sur les intensités, ^les

largeurs

de raies et les

polarisations

^dans les différents cônes.

Abstract. ²⁰¹⁴ An

angular

^fine structure for Stokes lines is found, ^{and a}

possible explanation

^is

given.

A new cone

angle

^{of maximum} intensity ^{is observed for Stokes and} anti-Stokes lines, and an

explanation

^is

given.

Indications are

given

^for

intensity,

^{line width and}

polarization

^{in the different cones.}

1. Introduction. ^- La diffusion Raman stimul6e

est caract6ris6e _par 1’existence d’un

grand

^{nombre de}

raies it6ratives dans le

spectre,

par ^une

grande

^intensité

des raies au-delh d’un seuil de stimulation

[1],

par ^une

grande

finesse de ces

raies,

par des

propri6t6s

^{de cohe-}

rence

[2]

^{et enfin} par des

propri6t6s

directionnelles

[3].

Les

divergences enregistr6es

^entre les resultats des

mesures concernant les

propri6t6s caractéristiques

^6nu-

m6r6es ci-dessus et les resultats

th6oriques

correspon- dants montrent que 1’effet Raman stimul6 est

fr6quem-

ment

accompagne

^de

ph6nom6nes

secondaires

[4] qui masquent

1’effet fondamental. Des etudes fines du seuil d’une part

[5], [6], [7],

^{et des}

propri6t6s

^direc-

tionnelles d’autre part

[8],

apportent ^des

renseigne-

ments

pr6cieux

^au

sujet

^{de la}

separation

^du

phenomene

fondamental d’avec les

ph6nom6nes

secondaires.

L’6tude

qui

^suit portera ^{sur les}

propri6t6s

^direc-

tionnelles.

Diverses

approches th6oriques [9], [10], [11],

^clas-

siques

^ou

quantiques,

^{montrent que l’on}

peut

^attendre

pour les raies it6ratives Stokes

S_2, S-3

^...

S-11

^et pour les raies anti-Stokes

S+1

^...

S+n

des maximums lat6-

raux d’intensit6 dans les directions définies _par les relations suivantes :

(1)

Laboratoire ^de Recherches

Optiques,

Faculté des Sciences de Reims

(Professeur Dupeyrat),

Institut Uni- versitaire de

Technologie d’Angers.

Les cones d6finis _par les relations

(1)

^{ont 6t6}

appel6s

cones de classe I.

Une autre s6rie de cones ^- les cones de classe II ^-

a ete d6couverte

plus

^{r6cemment et satisfait aux}

equations

^de type

(2) :

Diverses theories sont avanc6es _pour

expliquer

1’existence des cones de classe II

[12], [8].

Nous avons effectu6 des mesures de l’intensit6 lumineuse des raies Raman stimul6es en fonction de leur direction d’obtention dans differents

liquides.

^Ce

faisant,

^nous avons, ^en

particulier, compare

^{les inten-}

sit6s lumineuses de ^ces raies dans les cones de classes I et

II,

^{et mis en} evidence 1’existence de cones

supple-

mentaires. Nous avons

6galement

^recueilli

quelques

indications concernant les

largeurs

^{et les}

polarisations

des raies obtenues.

II.

Principe

^{des mesures. - Les mesures} d’intensité directionnelle sont r6alis6es _par voie

photoélectrique.

Les courbes sont obtenues _par

points,

chacun d’eux necessitant ^un éclair laser.

II.1. MONTAGE. - Le faisceau laser est focalis6 dans la cuve Raman

remplie

^{avec le}

liquide

^{a 6tudier.}

La cuve est

plac6e

^{a une distance D de la source}

excitatrice. Le rayonnement ^{diffuse est recueilli a la} sortie de la cuve sur la fente d’un

spectrographe

^sans

interposition

^d’aucun

syst6me optique.

^{La fente est à}

une distance L de la cuve.

A la sortie du

spectrographe,

^une

photodiode

^est

dispos6e

^a

l’emplacement

^de

chaque

raie Raman. Un

dispositif electronique [13]

^{associe a}

chaque photo-

diode permet ^{de mesurer} la valeur de crete de l’in- tensite du courant debite _par la

photodiode

^{lors d’un}

éclair laser.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01967002808-9071100

FIG. 1. ^-

Montage

^de

principe.

1 : Photodiodes. ^- 2 :

Spectrographe.

^{- 3 : Cuve} Raman. - 4 : Lames de verre. ^- 5 : laaser. ^- 6 : Interféromètre

Fabry-Perrot.

^{- 7 :}

Appareil photographique.

^{- 8 :}

Thermopile

^T.R.G.

Un controle de

1’energie

^et des modes du laser excitateur est fait a

chaque

éclair. Le montage ^de

principe

^est

represente

^{sur la}

figure

^1.

Notons,

^des

maintenant,

que les

interferogrammes

de controle des modes

enregistrent

^non seulement les modes du laser

excitateur,

^mais

6galement

les raies Brillouin _engen- drees dans la ^cuve Raman et réfléchies sur le miroir constitue _par la face ant6rieure du laser. De la meme

manière,

lors du controle

d’6nergie,

nous mesurons la

somme de

1’energie

excitatrice et de

1’energie

^Brillouin.

Le laser utilise donne une

puissance

^{maximum de}

30

m6gawatts

^{dans un} faisceau dont la section ^est voisine de

0,75

^cm2.

L’énergie

^{totale est 6mise en une}

seule

impulsion

dont la duree moyenne ^est voisine de 30 nanosecondes. Selon la

puissance ^utilis6e,

^le spectre

se compose d’une seule raie de

largeur

inferieure à

0,1

^{cm-1 ou} de deux raies de meme

largeur

^distantes

de

0,2

^cm-1.

On utilise des cuves

m6talliques

^de

longueur

I = 16 cm dont les faces extremes sont en verre. On

peut

faire varier

I’angle

que font les

plans

^{de ces deux}

faces et l’inclinaison de 1’axe de la cuve par

rapport

a 1’axe du faisceau.

Le

spectrographe

^le

plus g6n6ralement

^{utilise est}

un

spectrographe

a reseau GDS

(SOPRA) qui

^donne

une

dispersion

^{de 28}

A/mm

^{dans la}

region

^utile.

II.2. PROCEDE

PHOTOELECTRIQUE

^{DE MESURES. -}

L’6talonnage

^de chacun des

syst6mes

^{S : «}

photo-

diode +

syst6me electronique

^{de mesure », a 6t6}

conduit de la maniere suivante :

Soit U la

r6ponse

^fournie par le

syst6me

^{S a un}

6clairement

E,

^{obtenue en} utilisant le

montage

^{de la}

figure 1,

^dans

lequel

^la

photodiode

^est

plac6e

^{a la}

sortie du

spectrographe

^6clair6 par ^un laser declenche dont

1’6nergie

^{est controlee.}

Laissons E constant et

plaqons

successivement devant la

photodiode

^{P une} s6rie de filtres neutres calibres

dont les taux de transmission

respectifs

^sont ’T1 T2 Tn;

soit

U1 U2 Un

^les

r6ponses enregistr6es

par S. La courbe de

r6ponse

^{de S est le}

graphe

de la fonction

r6ponse U == f( T

^X

E)

^{de S. On tracera}

plusieurs

courbes pour diff6rentes valeurs de E afin

d’augmenter

la

precision

^de

l’ étalonnage

^et de v6rifier le

calibrage

des filtres neutres utilises.

Les différents

syst6mes

^{S ont} des courbes d’etalon- nage tres voisines. L’une d’entre elles a ete

reproduite

sur la

figure

2. Cette courbe permet de determiner le

FIG. 2. ^-

Reponse

^d’un ensemble S

(photodiode

⁺ appa- reil de

mesure)

^{a un} eclairement coherent E.

domaine d’éclairement

qui

convient pour obtenir ^une

r6ponse

lin6aire de S en fonction de 1’eclairement.

Au cours des mesures d6crites

ci-dessous,

^{nous nous}

sommes

systématiquement places

^{dans un domaine de}

r6ponse

lin6aire de S en

disposant

des filtres neutres

adapt6s

^devant

chaque photodiode.

II.3. MESURES PAR POINTS. ^-

Soit f la largeur

^de

la

fente

d’entr6e du

spectrographe

^{et h sa} demi-hauteur.

FiG. 3. ^-

Dispositif

^{de mesure des}

angles.

1 :

Syst.

^{de visee. - 2 : Fente}

spectro.

^{- 3 : Prisme. - 4 :} Goniometre. ^- 5 : Cuve. ^- 6 : Laser. ^- 7 : Source.

FIG. 4. ^- Flux lumineux recueilli par ^la fente d’entree du

spectrographe.

Supposons qu’au

moyen d’un

dispositif approprie

- miroir ou

prisme

^-

place

^{sur la}

platine

^d’un

goniometre

^{on envoie sur} la fente d’entrée du

spectro- graphe

^des rayons lumineux faisant un

angle

moyen 0

avec la direction _moyenne PQ du faisceau laser exci-

tateur

( fig. 3).

Dans le sens de sa

largeur,

^{la fente}

reçoit

^des rayons lumineux appartenant ^{a des cones dont}

1’angle

^d’ou-

En choisissant

convenablement f

^et

L,

^{Au sera tres}

petit

^devant

0 (f = 0,1

mm, L ⁼ 2 _m, AO

10";

f’=1

^{mm, L = 2 m, A0}

1’30").

De

meme,

^{dans le sens de sa}

hauteur,

^{la fente}

reçoit

des rayons lumineux

appartenant

^{a des cones dont}

1’angle

d’ouverture ^est

compris

^{,- entre 6}

- AO,

ð6’^{2 et}

LE JOURNAL DE PHYSIQUE. ^{- T.} 28. No’ 8-9. AOUT-SEPTEMBRE 1967.

En choisissant convenablement h ^et L

(h

^{= 1} mm, L ⁼ 2

m),

^{AO’ sera}

petit

^des que 6 atteindra une valeur de

quelques

^{minutes : avec} les valeurs choisies AO’ ⁼ 30" _pour 6 = 10’.

Par

consequent,

^{avec une fente convenable}

(f

^{1 mm, h 1}

mm),

^nous pouvons admettre _que

nous recueillons a 1’aide d’une

photodiode

^1’eclaire-

ment provenant d’une fraction de hauteur 2h d’un cone dont l’ouverture 6 est d6finie a 1’

pres.

En faisant varier 6 de 10’ en 10’ _par

exemple,

^nous

enregistrons point

par

point

la courbe donnant _pour

une raie de

longueur

^{d’onde X} l’éclairement E en

fonction de 6 sur un axe horizontal. L’éclairement

E(6)

est

proportionnel

^a l’intensit6 lumineuse

1(0)

^{de la}

source constituée _par le

point

^{P et au facteur de}

transmission

T(À, 6)

^du

spectrographe.

^{T varie} peu

avec 6 dans le domaine

angulaire

consid6r6 : les courbes

E(6)

^et

1(6)

^sont

semblables,

^le facteur de similitude pouvant ^varier

16g6rement

^{d’une raie à}

1’autre.

46

FIG. 5. ^-

Montage

utilise pour les ^mesures effectu6es sur Ie sulfure de carbone.

II.4.

CRITIQUE

^{DE LA METHODE}

PHOTOELECTRIQUE

PAR POINTS. COMPARAISON k LA METHODE PHOTO-

GRAPHIQUE ^GLOBALE.

- Mithode

globale.

^- L’intensité directionnelle des raies Raman peut ^etre

enregistr6e

par ^une m6thode

globale [8],

que nous avons nous-memes utilis6e

[14]

sous la forme suivante : le

goniometre

^est

supprime

dans le montage ^{de la}

figure 3,

^{et nous}

rapprochons

le

spectrographe

^{de la cuve Raman. En} choisissant

une hauteur de fente suffisamment

grande,

^{nous pou-}

vons

enregistrer photographiquement

1’eclairement E

en fonction de 0 dans une direction

parallele

^{a la}

fente du

spectrographe (verticale

^{dans notre}

cas).

^Si

nous voulons faire varier 0 de 0° a

60,

^en utilisant la hauteur de spectre maximale dont nous

disposons

avec le

spectrographe employ6,

^{nous obtenons sur le}

spectre

^une deviation verticale de l’ordre de

20’/mm.

Cette m6thode

globale presente l’avantage

^d’61i-

miner les erreurs dues au manque de

reproductibilité

du

phenomene

^{a mesurer d’un} éclair laser ^au suivant.

Elle

presente cependant

deux inconvenients : elle

exige

^{la mise} en 0153uvre d’une

photométrie photo- graphique délicate,

et, du ^fait de la faible

dispersion

obtenue

(20’/mm),

^ne

permet

pas de faire des mesures

fines d6tectant a coup sur des maximums ou des minimums 6troits.

- Mithode

par points.

^{- La m6thode par}

points

^ne

presente

pas les inconvenients de la m6thode

globale.

Mais elle n’est valable _que si les éclairs laser ^sont

parfaitement reproductibles

^{et c’est son}

principal

d6faut. Nous ne l’avons utilis6e

qu’avec

^{des lasers}

dont

1’energie

^était

reproductible

^{a mieux} que 10

%,

et dont les

interferogrammes

de controle de modes 6taient

reproductibles

^{a 10}

% pres.

^De

plus,

pour

chaque

^{raie nous avons trace un}

grand

^{nombre de}

fois la courbe

E(O)

^et

pris

la courbe moyenne.

Notons enfin un autre inconvenient de la m6thode par

points :

^nous

n’enregistrons

que des 6clairements

sur un axe horizontal. Nous pourrons

pallier

^cette

lacune,

^{tout au moins}

qualitativement,

^en

photo- graphiant

directement la trace des cones sur un

plan.

III. Résultats

[15].

^{- Les mesures ont ete effectuees}

sur trois _corps

presentant

^{un effet Kerr}

important :

le sulfure de

carbone,

le benzene et le nitrobenzène.

Elles conduisent aux resultats suivants :

III.1. EXISTENCE D’UNE STRUCTURE SPATIALE FINE DE RAIES STOKES AU VOISINAGE DU CENTRE DU CHAMP.

- Nous avons mis en evidence _pour

plusieurs

^raies

Stokes,

^{et en}

particulier

pour les raies Stokes du

benzene,

^{une structure}

complexe

^au

voisinage

^du

centre pour 6 30’.

L’observation de cette structure a ete faite dans les conditions suivantes :

Benzène. ^- De nombreuses s6ries de mesures ont

ete effectuees dans des conditions d’excitation diffe-

rentes. Nous donnons les resultats _pour chacune de

ces series sous forme de courbes

1(0).

La raie de vibration excitée en effet Raman stimule

est la raie 992 cm-1.

a )

^Une

premiere

^{s6rie de} mesures a ete effectuée

avec un

montage

différant de celui

qui

^{est d6crit sur}

la

figure

⁵ par la focalisation : la lentille a une dis-

tance focale de 25 cm et est

plac6e

^{a 7 cm de la cuve.}

FIG. 6. ^- Intensite directionnelle des raies

S_,

^et

S+1

^du

benzene pour ^une

puissance

excitatrice de 23 MW et

une focalisation f ⁼ 30 cm.

u ⁼ unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

- Pour une

puissance

excitatrice de 24 MW fournie sur une seule raie de

largeur

inferieure a

0,1 cm-1,

les courbes

1(6)

^{sont donn6es} par la

figure

^{6. Ces}

courbes

présentent

^une excellente

reproductibilité.

L’examen

photographique

^{conduit a} des resultats

en accord ^avec les mesures que nous venons de

d6crire,

^et

permet

de conclure sans

ambiguïté

^{en ce}

qui

^concerne les valeurs 6 20’. La

photographie

¹

montre une s6rie de spectres

correspondant

^aux

mesures de la

figure

^6.

PHOTOGRAPHIC 1.

Intensite directionnelle de la raie

S_1

du benzene.

- Pour une

puissance

excitatrice de 30 MW avec une

repartition spectrale

comprenant une ^{raie tres} intense et un satellite d’intensit6

plus

^{faible a}

0,2

^cm-1

de la raie

principale,

les courbes

1(0)

^{sont donn6es}

par la

figure

^{7. Elles}

présentent

^une

reproductibilité

un peu moins bonne que celle de la

figure

^6.

b)

^Une deuxi6me s6rie de mesures a ete effectuee

avec un montage differant du

precedent

par les conditions de focalisation : la lentille a une distance focale de 15 cm et est

plac6e

^{a 7 cm de la cuve Raman.}

- Pour une

puissance

excitatrice de 7 MW

r6partie

dans deux raies de

largeur

inferieure a

0,1

^{cm-1 et}

distantes de

0,2 cm-1,

l’intensit6 directionnelle _pour les raies

S_1

^et

S+1

^est

representee graphiquement

par les courbes moyennes de la

figure

^8.

FiG. 7. ^- Intensite directionnelle des raies

S_1, S_2

^et

S+1

du benzene pour ^une

puissance

excitatrice de 30 MW et

une focalisation f ^{= 30 cm.}

u ⁼ unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

FIG. 8. ^- Intensite directionnelle des raies

S-1

^et

S+1

du benzene pour ^une

puissance

excitatrice de 7 MW et

une focalisation f ^{= 15 cm.}

u ⁼ unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

- Pour une

puissance

excitatrice de 8 MW

poss6-

dant une

répartition spectrale

^tres

proche

^{de celle}

que nous venons de

d6crire,

les courbes

1(6)

pour les raies

S-l’ S-2

^et

S, 1

^{sont donn6es} par la

figure

^9.

Les

figures 6, 7, 8,

^{9 ainsi} que la

photographie

¹

font

apparaitre

^{dans la structure des raies}

S_1

^et

S_2

un minimum très accentué 6 ⁼ 10’.

Sulfure de

^{carbone. - Toutes les mesures ont 6t6 faites}

dans les conditions schematisees _par la

figure

^5.

La raie de vibration excit6e en effet Raman stimule

est la raie 656 cm-1.

a) Lorsque

le laser fournit une

puissance

^{de 5 MW}

spectralement r6partie

^sur deux raies de

largeur

^inf6-

rieure a

0,1

^{cm-1 et} distantes de

0,2 cm-1,

l’intensit6

FIG. 9. ^- Intensite directionnelle des raies

S_1, S_2

^et

S +1

^du benzene pour ^une

puissance

excitatrice de 8 MW et une focalisation f ^{= 15 cm.}

u ⁼ unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

FIG. 10. ^- Intensite directionnelle des raies

S_ 1, S_2

^et

S + 1 du

^{sulfure de} carbone pour ^une

puissance

^excita-

trice de 5 MW.

u ⁼ unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

FIG. 11. ^- Intensite directionnelle des raies

S_i, S_2 et S+1

^du sulfure de carbone pour ^une

puissance

excitatrice de 10 MW.

u ⁼ unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

de la

figure

^5.

La seule raie fondamentale

qui apparaisse

^en

Raman stimul6 est distante de 1 345 cm-1 de la raie excitatrice.

Pour une

puissance

excitatrice de 8

MW,

^la

figure

¹²

donne les courbes

representatives

^de

1(0)

pour les raies

S_1

^et

S_2.

Les raies

S-1

^et

S_2 présentent

^un minimum d’in- tensite au

voisinage

^{du centre du}

champ.

Interpritation

^{de la structure}

fine

pour 0

petit.

^{- Nous}

pouvons

envisager

^diverses

origines

pour ^{ces zones}

d’absorption

dans les raies Stokes :

- On peut

imaginer

que la ^structure observ6e est

due a un

phenomene

de diffraction. Dans le cas du benzene _par

exemple,

^{le minimum observe se situant}

a 10’ du centre

pourrait

^etre le minimum d’une

figure

de diffraction due a une

pupille

^de

200 lL

^de

largeur.

La

pupille

diffractante _{n’est pas} la fente d’entr6e du

spectrographe

^dont nous avons fait varier la

largeur depuis 0,1

^mm

jusqu’A

^{2 mm sans} que soit modifi6e la

structure de la raie. Par

ailleurs,

^{cette structure de}

diffraction existerait

6galement

^sur la raie laser et ne

FIG. 12. ^- Intensite directionnelle des raies

S-1

et

S-2

du nitrobenzene pour ^une

puissance

excitatrice de 8 MW et une focalisation f ^{= 30 cm.}

u = unite arbitraire de mesure des intensites lumineuses.

d6pendrait

pas du _corps

place

^{dans la cuve}

Raman;

or il n’en est rien.

- On peut

imaginer

que cette structure est li6e à la creation de filaments dans le milieu actif. Ces filaments ont un diam6tre de 80 a

200 {1 [15].

A cause de la non-lin6arit6 des

ph6nom6nes

^sti-

mul6s,

^{ils se} manifestent faiblement ^{sur un}

enregis-

trement de la raie laser et

beaucoup plus

^fortement

sur un

enregistrement

^{de la raie}

S_1.

^{Leur forme est}

li6e a la nature du corps actif utilise. Cet ensemble de remarques vient ^en faveur de

l’explication

^{de la}

structure des raies Stokes au

voisinage

^{du centre} par l’influence des filaments. Cette th6orie

permettrait

aussi de

comprendre pourquoi,

^en

particulier

^avec

les lasers

pluriraies,

^{la structure des raies au}

voisinage

du centre est moins bien

reproductible

que pour des

angles

⁶

plus grands.

Un argument

plaide cependant

contre cette theorie :

on

comprend

^mal

pourquoi,

^{dans le cas du benzene}

par

exemple,

des maximums secondaires aussi intenses que le maximum central

pourraient

^{succ6der au} pre- mier minimum lateral.

- La creation des raies

Sn

dans les directions _"fJn

et

Çn (voir § III.2) qui

^{se fait avec une}

absorption

de la raie

S-1

^au

voisinage

^{du centre fournit une}

autre

possibilit6 d’explication.

I1 semble _que Fetude de _corps

presentant

^{un effet}

Kerr tres

faible,

^donc

n’engendrant

pas de

filaments,

soit utile _pour trancher entre ces deux dernieres theories.

III.2. EXISTENCE D’UN NOUVEAU CONE,

S’AJOUTANT

AUX CONES DE CLASSES I ET II

[8]

^{POUR LES RAIES}

ANTI-STOKES ET STOKES ITERATIVES. ^- Pour les 3 _corps

etudies,

^{les cones} de classes I et II ont 6t6 observes et

figurent

^sur les courbes

1(0) pr6c6demment

trac6es

( fig.

^{6 a}

12).

Un troisi6me

type

^de cone que ^nous

appellerons

cone de classe

Ib

^{est mis en}

evidence,

^en

particulier

pour les raies

S+ 1

^et

S-2.

^Des observations

photo- graphiques

^ont

complete

^{les mesures}

photoélectriques.

Une

photographie directe,

^sans

interposition

^de

filtres,

^{effectuee a 10 cm de la face} de sortie de la

cuve de benzene utilis6e dans le montage ^decrit ci-dessus

(§ I I I.1 a) :

^laser

monoraie)

^a

permis d’enregistrer

^{le cone de classe I de la raie}

S+1 (photo- graphie 2).

On remarquera que ^{cet anneau}

pr6-

sente une structure tres

complexe.

^La

photographie permet 6galement

de conclure _que le cone de classe I de la raie

S + 1

^est

engendr6 pres

de la face de sortie de la cuve Raman.

Les resultats concernant les

positions angulaires

^des

maximums et des minimums observes sont

groupes

dans les tableaux

I,

^{II et III.}

Dans le tableau

IV,

^{ces resultats}

exp6rimentaux

^sont

confront6s aux resultats

th6oriques

calcul6s de la

façon

^{suivante :}

- Cdnes de classes I et II. ^- Soit

6nl’angle

d’ouverture du cone de classe I et "fJn

1’angle

d’ouverture du cone de classe _{II pour} la raie

Sn.

PHOTOGRAPHIC 2.

Cone de classe I de la raie anti-Stokes

S+1 du

^benzene.

Les relations 1 et 2 montrent que la raie

S-1

^est

absorbee :

- Dans la direction

e -In

^{par la creation de la raie}

S,,

dans la direction

en ( fig. 13).

FIG. 13. ^- Creation de la raie

Sn

^dans la direction

6p (par absorption

de la raie laser au centre du

champ

et de la raie

S_ dans

^{la direction}

e -In)’

- Au centre ou au

voisinage

du centre, par la creation de la raie

Sn

dans la direction

YJn fig.14) .

FiG. 14.

Creation de la raie

Sn

^dans la direction _i,,..

Un calcul

g6om6trique simple

^{conduit aux re-}

lations :

Ayant

^mesure

0,1,

"fJ+1’

6_2

^et "fJ-2’ ^{nous en} d6dui-

sons

6_1 + 1

^et

6-1-2. ^Ainsi,

^meme

^lorsque

^{les mesures}

de la

dispersion

d’indice n6cessaires ^au calcul th6o-

rique

^{de tous les}

angles precedents

n’auront pas 6t6

disposition (k, k-1, k, 1)

la relation 1 est

impos6e

^{dans la}

figure

¹³ par la mise en

place

^{du vecteur k dans la direction ou}

l’intensit6 laser est maximale.

Dans la

figure 15,

^cette

disposition

^{est au contraire}

S + 1 k+ 1 correspondante.

L’étude de la

figure

^{15 montre} que

E, 1

^et

E-2

ob6issent aux relations :

TABLEAU I

RESULTATS DES MESURES EFFECTUEES SUR

CS2

N. B. ^-

L’exploration

^a ete faite pour

TABLEAU II

RESULTATS DES MESURES EFFECTUEES SUR LE BENZENE

TABLEAU III

RESULTATS DES MESURES EFFECTUEES SUR LE NITROBENZENE

La

comparaison

des valeurs

de (n

^{mesur6es aux}

valeurs ainsi calcul6es est faite dans le tableau IV.

Elle montre un bon accord entre mesures et calculs.

III.3.

INTENSITE,

LARGEUR SPECTRALE ET POLARI- SATION DES RAIES DANS LES CONES DE CLASSES

I, Ib,

ET II. ^- Sauf dans le cas de 1’excitation du benzene par ^un laser monoraie

(fig. 8),

^{le cone de classe II}

est

plus

intense que les ^cones de classes I et

Ib,

et cette difference d’intensit6 s’accuse

lorsque

^la

puissance

excitatrice augmente. ^{La encore une}

interpretation th6orique plus precise

^{de ces r6sul-}

tats sera

plus

fructueuse

lorsque

^{les mesures de}

1(0)

seront faites sur des _corps ne

presentant

pas d’effet Kerr.

- Les resultats obtenus montrent que les raies ^sont

plus

fines dans les cones de classes I et

Ib

que dans les cones de classe II

(tableau IV).

^{Bien que nous}

n’observions _pas des

élargissements

de raies allant ^au- delh de

quelques

cm-1 dans les cones de classe

II,

^cette

conclusion ^{est en} accord avec celle de E. Garmire

[8].

Les mesures effectuées sur le benzene semblent

indiquer

que la raie

S+ 1

^serait

polaris6e parall6lement

a la raie laser

(avant focalisation)

^{dans le cone de}

classe II seulement.

IV. Conclusion. ^- Les resultats obtenus sur les cones de classes I et II sont en accord avec ceux

obtenus _{par E.} Garmire

[8].

^{Nous avons mis en 6vi-}

dence un troisi6me

type

^de

cone, appel6

^{cone de}

classe

Ib,

^{et trouve une}

origine possible

^{a ce cone.}

Nous avons mis en evidence l’existence d’une struc- ture tres nette des raies Stokes _pour des

angles petits;

l’origine

^de cette structure a ete discut6e. La discussion

sera

reprise,

^ainsi que celle portant ^{sur les intensites} relatives des trois types ^de

cones,

^les

largeurs

^{de raies}

et les

polarisations,

a propos des mesures effectuees

sur des _corps ^ne

presentant

pas d’effet Kerr.

Manuscrit reçu ^le 15 février 1967.

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^{à la}

S.F.E.R. le 30 novembre 1966 : Influence de la

température

^{sur le} seuil de l’effet Raman stimulé dans des

liquides présentant

^des constantes de Kerr très différentes.

[8]

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^{de Porto} Rico,

juin

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^DEUTSCH

(T. F.),

^Phys. Rev., 1965, 138, ^{A 1.}

[13] Dispositifs

réalisés par ^M. Oehmichen,

ingérieur-

conseil ^au Laboratoire de Recherches

Optiques

de la Faculté des Sciences de Reims.

[14]

^A

publier.

[15]

^Une

partie

^{des mesures} décrites ci-dessous a été effectuée à la

Compagnie

^Générale

d’Électricité

^à

Marcoussis. Nous remercions M. Robbieux de l’accueil

qu’il

^nous y ^a réservé.

[16]

^{LALLEMAND et} BLOEMBERGEN, Phys. ^{Rev. Letters,} 1965, 15, 26, ^1010.