– LUVORGAN

1. Contexte scientifique - - Les travaux effectués en vue de la réalisation de micro-sources lasers accordables dans le bleu et proche UV correspondent à la nécessité, pour de nombreuses applications, de disposer de sources légères, compactes et si possibles peu onéreuses. Dans ce contexte, les matériaux organiques, sont particulièrement intéressants, d'une part grâce à la richesse bien connue de l'ingénierie moléculaire permettant de façonner à mesure les propriétés recherchées, d'autre part du fait de l'origine électronique de leurs propriétés optiques non linéaires. Dans le domaine de l'émission laser obtenue dans le bleu ou le proche UV par doublage de fréquence, ils pourraient efficacement concurrencer les cristaux inorganiques à la synthèse généralement peu aisée et qui émettent plutôt dans le visible, à part le borate d'yttrium et d'aluminium dopé néodyme (NYAB) qui ne possèdent pas de bonnes qualités cristallines. - A ce jour, les travaux sur les sources de lumière utilisant des matériaux organiques ont essentiellement porté soit sur les diodes électroluminescentes organiques OLED (petites molécules ou polymères conjugués électroluminescents) ou encore sur les lasers organiques (polymères conjugués, polymères dopés par colorant). Dans le premier cas, les progrès technologiques obtenus depuis les premiers travaux de Tang et de Burroughes, en particulier sur la durée de vie des composants électroluminescents, ont débouché sur une commercialisation qui va croissant, pouvant même concurrencer les cristaux liquides dans certains domaines d'applications où l'émissivité des sources est un avantage appréciable. Les travaux sur les lasers organiques à distribution de gain ou d'indice (DFDL ou « Distributed Feedback Dye Laser ») sont plus récents et tirent généralement parti de la possibilité de structurer des films, par exemple via un transport de matière (utilisant un processus répété d'isomérisation cis-trans d'azobenzènes), ou encore par photopolymérisation contrôlée. Ces sources laser émettent des longueurs d'onde situées dans la bande de fluorescence, c'est à dire dans la partie visible du spectre. - - - - 2. Description du projet - - L'approche que nous comptons développer, dans le cadre de ce projet pluridisciplinaire LUVORGAN, pour réaliser des sources lasers dans le proche UV repose sur la synthèse et l'utilisation de chromophores à la fois luminescents et possédant des propriétés optiques non linéaires (ONL) quadratiques (fluorophores ONL). - Les chromophores push-pull (ou encore à transfert de charge intramoléculaire) sont largement étudiés depuis de nombreuses années dans le but d'optimiser leur hyperpolarisabilité quadratique en vue d'applications telles que le doublage de fréquence ou la modulation électro-optique. Des progrès très significatifs ont été obtenus tant dans la compréhension des mécanismes que dans la synthèse de composés moléculaires particulièrement efficaces. Ces progrès ont ainsi conduit à la fabrication des premiers dispositifs organiques de modulateurs électrooptiques. Le projet que nous voulons développer tire parti de la grande expérience acquise sur les molécules à transfert de charge pour l'optique non linéaire quadratique. Il consiste à utiliser des molécules push-pull pouvant générer une émission de second harmonique à partir de l'excitation laser émise par leur propre fluorescence, elle même induite par un faisceau laser extérieur (laser Yag :Nd par exemple). Ce mécanisme d'autodoublage dans lequel le même composant possède à la fois les deux propriétés, émission laser et nonlinéarité optique d'ordre deux, sera mis à profit pour construire des sources lasers compactes émettant dans le bleu ou proche UV à partir de polymères fonctionnalisés par de telles molécules autodoublantes. - - - 3. Résultats attendus - - Des études préliminaires ont été entreprises à l'IPCMS (Partenaire 2 - Strasbourg) sur une molécule prototype synthétisée par le LCP (Partenaire 1 - Paris). Les premiers résultats obtenu...