Optique non linéaire et surfaces

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Abstract
Après une introduction des ondes de surface, diverses expériences d’optique non linéaire portant sur ces ondes sont décrites : d’abord l’excitation et la détection d’ondes de surface par des effets non linéaires utilisant des ondes de volume, puis des expériences de génération d’harmonique et de CARS à partir d’ondes de surface excitées dans la géométrie de Kretschmann. Ensuite, la diffusion Raman avec effet d’exaltation de surface est décrite et analysée. Les expériences décisives ayant conduit à l’interprétation de cet effet sont présentées et le traitement théorique de l’effet électromagnétique est discuté. L’effet d’exaltation a trois origines : l’effet de champ local, l’effet d’image et l’interaction molécule-métal. La première cause est dominante. Ensuite, le calcul montre que l’onde second harmonique générée par une couche monomoléculaire peut être détectable. Des expériences confirmant cette prévision sont ensuite décrites et l’apport de cette technique à l’étude de l’adsorption est discuté. La génération résonnante de second harmonique a permis de faire la spectroscopie de molécules adsorbées en monocouche. Cet article se termine par la description rapide de quelques autres effets d’optique non linéaire en surface. After having introduced e.m. surface waves, several non linear optics experiments dealing with these waves are described : first, the excitation and detection of surface waves through non linear phenomena starting from bulk waves, then, second and third harmonic generation and CARS experiments starting (or dealing only) with surface waves excited in the Kretschmann configuration. Then, surface enhanced Raman scattering is described and its main features are analyzed. Decisive experiments having led to the interpretation of the SERS effect are presented and the theoretical treatment of the electromagnetic phenomena is discussed. The SERS effect has three causes: the local field effect, the image effect and the molecule-metal interaction. The first cause is predominant. Then, theory shows that the second harmonic wave generated by a molecular monolayer can be observable. Experiments confirming this prediction are then described and the contribution of this technique to the study of adsorption is discussed. Non linear spectroscopy of molecules in a monolayer could be performed through resonant second harmonic generation. The end of this paper is devoted to a rapid description of some other surface non linear optics phenomena.

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