HAL Id: jpa-00226943
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Submitted on 1 Jan 1987
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LE PHOTOCOURANT DANS BSO EXCITÉ PAR DES IMPULSIONS LASER PICOSECONDES
J. Ferrier, J. Gazengel, G. Rivoire
To cite this version:
J. Ferrier, J. Gazengel, G. Rivoire. LE PHOTOCOURANT DANS BSO EXCITÉ PAR DES IMPUL- SIONS LASER PICOSECONDES. Journal de Physique Colloques, 1987, 48 (C7), pp.C7-525-C7-527.
�10.1051/jphyscol:19877125�. �jpa-00226943�
JOURNAL DE PHYSIQUE
Colloque C7, suppl6ment au n012, Tome 48, d6cembre 1987
LE PHOTOCOURANT DANS BSO
EXCITB
PAR DES IMPULSIONS LASER PICOSECONDESJ.L. FERRIER, 3. GAZENGEL et G. RIVOIRE
Laboratoire d'optique des Fluides, CNRS-UA 780, 4, Bd Lavoisier, F-45045 Angers Cedex, France
ABSTRACT: The experimental study of the photocurrent produced i n a BSO crystal by a picosecond laser light pulse reveals the existence of very fast traps near the conduction band. .These traps can explain the low efficiency and long rise time of the memory effect i n BSO excited in the picosecond range.
I - INTRODUCTION :
Le cristal photorefractif Bi 12 Si 020 (BSO) est bien connu pour son excellent fonctionnement comme memoire optique en excitation continue.
Son utilisation pour memoriser une information optique de tres faible duree (\quelques dizaines de picosecondes) a ete testee : les premiers trava"x ( I ) ont r e ~ e l e la possibilite d'inscrire effectlvement une variation de 1' indice de refraction du materiau sous 1' effet d' une excitation lumineuse de 25 ps. Cependant 2 limitations importantes ont ete obse,wees, couplees a 1' apparition d' effets transitoires:
-le temps d' etablissement de 1' effet photorefractif est long ( dans la gamme des ms).
-1e rendement de diffraction se sature a une faible valeur ( de 1' ordre de 10-3 a 1 0 - 4 ) .
Afin de comprendre 1' origine de ces limitations, nous avons effectue des mesures precises sur le photocourant induit par une impulsion lumineuse picoseconde dans un cristal de BSO.
II - LE PHOTOCOURANT EN EXCITATION PICOSECOND€
Le photocourant (PC) produit par une impulsion de 25 ps ( = 532 nm) est montre fig. 1.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19877125
C7-526 JOURNAL DE PHYSIQUE
laser energy monitoring-*
I / Photocurrent
. . , . . . ,
n i
Fia. no 1 a 10 ns/scale Photocurrent i n BSO.
Laser pu1se:X = 530 nm, 25 ps, .2 mJ Electric f i e l d applied t o the crystal: 6 kV/cm
Fia, no l b Definitions used.
I1 presente 4 phases temporelles : apres une croissance rapide (Tr = 2 ns), la decroissance se f a i t en 4 &tapes, de constantes de temps TI? 1 ns, T 2 c s 30 ns, T ~ N (Tr et TI peuvent &re limites par. la reponse temporelle de 1'
Le photocourant dans le meme cristal excite par une impulsion lumineuse de 15 nanosecondes presente, apres une montee de meme duree que celle du laser excitateur, une decroissance en 2 phases tout a f a i t fdentfques aux 2 dernihres phases (constantes de tempsT2 e t T-J) observbes en picoseconde.
La surintensite de duree infhrieure ou egale a 3 ns observable seulement en regime picoseconde peut s' expliquer par 1' existence de pieges a tres court temps de recombinaison en plus des pieges nanosecondes deja signales (2) e t des accepteurs profonds.
Nous montrons que pour des intensites ti energie excitatrice inferieure a 3 m)/cm2, h,est proportionnel le 21 1' energie du pulse laser e t independante de la dureerp du pulse 25 ps<cp < 100 ps - h2 e t h3 au contraire se saturent rapidement quand I' energie excitatrice augmente au-dela de 0,5 m ~ / c m ?
Ceci rndique que les pieges nanosecondes e t les accepteurs profonds sont satures a ces densi tes d' energie.
Un calcul du courant en presence des 3 types de pieges ~ r o ~ o s e s est developpe. I I montre un bon accord entre les valeurs calculees et les valeurs mesurees.
L' existence de ces 3 types de pi6ges e t la saturation rapide des pieges profonds permettent de comprendre d' une part la lenteur d' installation et 1' efficacite limitee de I' effet photorefractif, et d autre part la presence do effets transitoires importants en excitation picoseconde.
References:
( ) J.L. FERRIER, J. GAZENGEL, N. PHU XUAN, G. Rl VOl RE Opt. Comm. 58, 5, 1986, 343.
(*) G. LESAUX, J.C. LAUNAY, A. BRUN Opt. Comm. 57, 3, 1986, 166
