Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1221-1228 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220100122100

Propriétés optiques non linéaires du 3e ordre des milieux organiques

P.-A. Chollet, F. Kajzar, J. Messier, J.-M. Nunzi et D. Grec

I.R.D.I., CEN Saclay, Département d'Electronique et d'Instrumentation Nucléaire, Laboratoire d'Etudes et de Recherches Avancées, 91191 Gif-sur-Yvette, Cedex, France

Abstract
Optical nonlinear properties of semiconducting organic polymers with one dimensional π electron system are described. The third order nonlinear susceptibility of these polymers is specially high (#10-10 esu) and their time response very short (˜ 1 ps ). Three and two photon resonances due to even and odd parity excited states are observed by third harmonic generation (THG) and by electric field induced second harmonic generation (EFISHG). Phase conjugation experiments in the picosecond range are described. Some possible optical devices using fast third order nonlinearities are suggested.

Résumé
On décrit les propriétés optiques non linéaires des polymères organiques, « semi-conducteurs », qui possèdent un système d'électrons π délocalisés à une dimension et ont de ce fait des coefficients du 3e ordre particulièrement élevés (#10-10 esu ) et des temps de réponse courts (˜ 1 ps ). On montre que la génération d'harmonique trois, et d'harmonique deux induite par un champ électrique continu, présentent des résonances à deux ou trois photons dues à l'existence de niveaux excitoniques de symétrie paire et impaire. On montre également la possibilité de réaliser, avec ces matériaux, des expériences d'ondes conjuguées en phase dans le domaine de la picoseconde. On indique enfin quels types de composants optiques utilisant de telles propriétés sont envisageables.

PACS
4265F - Optical phase conjugation.
4265K - Optical harmonic generation, frequency conversion, parametric oscillation and amplification.
7820W - Other optical properties of condensed matter.

Key words
nonlinear optical susceptibility -- one dimensional conductivity -- optical harmonic generation -- optical phase conjugation -- organic semiconductors -- polymers -- three photon resonances -- nonlinear optical properties -- semiconducting organic polymers -- one dimensional pi electron system -- third order nonlinear susceptibility -- response time -- two photon resonances -- excited state -- third harmonic generation -- THG -- electric field induced second harmonic generation -- EFISHG -- optical devices