Synthesis and characterization of erbium complexes for near infrared optical amplification in organic media.

Abstract

Afin d'offrir de nouvelles possibilités pou l'amplification optique dans le proche infrarouge, de nouvelles voies sont proposées pour la réalisation de composants organiques. La réalisation de composants à base de polymère pour l'amplification optique dans le proche infrarouge se heurte à la difficulté de conserver les propriétés optiques de l'erbium dans un environnement organique : sa durée de vie s'en trouve réduite de plusieurs ordres de grandeur. L'analyse des phénomènes limitants les propriétés de l'ion en matrice polymère ainsi qu'un examen des solutions proposées dans la littérature permettent de dégager plusieurs axes de recherche principaux. D'une part, la formulation du ligand peut être optimisée dans le but de retrouver les propriétés de l'erbium, d'autre part, l'utilisation de colorants organiques à forte section efficace d'absorption permet d'améliorer l'efficacité du pompage optique. Cette étude présente les résultats obtenus dans ces deux directions, en étudiant des complexes organiques perhalogénées pour minimiser les .interaction erbium hôte, ou en utilisant des complexes à très forte section efficace d'absorption dans le visible. L'étude de la deuxième voie, consistant en l'exploitation d'un transfert d'énergie colorant organique erbium a périrais de synthétiser et de caractériser des molécules dont les propriétés optiques sont méconnues : les phtalocyanines de lanthanides. L'étude d'un complexe de phtalocyanine d'erbium en particulier a permis de déterminer la dynamique du transfert d'énergie phtalocyanine erbium ainsi que son efficacité quantique.In order to offer new possibilities for near infrared optical amplification, new approaches are proposed for the design of organic devices. The fabrication of polymer devices for optical amplification in the near infrared region is difficult because of the change in properties, especially a drastic shortening in radiative lifetime, of the erbium ion in an organic medium. Several main axes of development. can be deduced from the literature. First, the organic chelate formulation can be adapted and optimised in order to weaken interactions between the lanthanide ion and the matrix, and second, the use of high absorption cross section ligands can optimise the pumping efficiency. This study presents the results obtained in these two directions, by studying perhalogenated organic complexes, or by using dye type ligands with a very high absorption cross section in the visible. The studies made in the second approach allowed to synthesize and çharacterize molecules with largely unknown optical properties : lanthanides phthalocyanines. The study of an erbium phthalocyanine in particular allowed the determination of the energy transfer dynamics, and the energy transfer quantum yield was determined to be close to one.CACHAN-ENS (940162301) / SudocSudocFranceF