ETUDE ET REALISATION DE COMPOSANTS A RESEAUX DE BRAGG DANS LES FIBRES OPTIQUES PDF Download
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UN RESEAU DE BRAGG CORRESPOND, DANS UNE FIBRE OPTIQUE MONOMODE, A UNE ZONE DE MODULATION PERIODIQUE DE L'INDICE DE REFRACTION. IL EST LOCALISE DANS LE CUR DE LA FIBRE ET S'ETEND GENERALEMENT SUR UNE LONGUEUR DE QUELQUES MILLIMETRES. IL TIRE SON NOM DE L'EFFET CLASSIQUE DE RESONANCE, GOUVERNE PAR LA LOI DE BRAGG, QU'IL PROVOQUE DANS LA FIBRE. AINSI, UN FAISCEAU LUMINEUX GUIDE DANS LE CUR DE CETTE DERNIERE SERA SOUMIS A UN FILTRAGE SPECTRAL DE TYPE COUPE BANDE, CENTRE SUR UNE LONGUEUR D'ONDE DITE LONGUEUR D'ONDE DE BRAGG. LE TRAVAIL DE THESE A CONSISTE, DANS UN PREMIER TEMPS, A LA MISE EN PLACE, LA VALIDATION ET L'OPTIMISATION D'UN MONTAGE DE REALISATION DES RESEAUX DE BRAGG. CE DERNIER UTILISE UN MONTAGE INTERFEROMETRIQUE AFIN DE PHOTOINSCRIRE DANS LE CUR DE LA FIBRE L'IMAGE D'UNE FIGURE D'INTERFERENCE (PROCEDE HOLOGRAPHIQUE). POUR CELA ON UTILISE UN LASER A ARGON IONISE, DOUBLE EN FREQUENCE, EMETTANT A UNE LONGUEUR D'ONDE DE 244 NM. LE RESEAU EST INSCRIT DU FAIT DE LA PHOTOSENSIBILITE DE LA FIBRE A CETTE LONGUEUR D'ONDE. UN EFFORT DE RECHERCHE A ENSUITE ETE MENE CONCERNANT LA REALISATION DE COMPOSANTS A RESEAUX DE BRAGG EVOLUES. UN PROCEDE DE REALISATION A AINSI ETE MIS AU POINT ET A FAIT L'OBJET D'UN BREVET INTERNATIONAL. SON PRINCIPE REPOSE SUR L'UTILISATION STATIQUE OU DYNAMIQUE D'UNE OU DE PLUSIEURS LAME(S) DE PHASE. CETTE (CES) DERNIERE(S) PROVOQUE(NT) DANS LA FIGURE D'INTERFERENCE UN OU PLUSIEURS CHANGEMENTS (IMMOBILE(S) OU EN MOUVEMENT) DE LA PHASE DE LA FIGURE D'INTERFERENCE. CELA PERMET DE TRANSFORMER LA STRUCTURE DU RESEAU DE BRAGG INSCRIT. SES CARACTERISTIQUES DE FILTRAGE SONT AINSI MODIFIEES CE QUI OUVRE LA VOIE A DE NOMBREUSES APPLICATIONS. NOUS PRESENTONS AINSI LA REALISATION DE RESEAUX DE BRAGG A SAUT(S) DE PHASE, DE FABRY-PEROT A RESEAUX DE BRAGG ET DE RESEAUX DE BRAGG APODISES.
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UN RESEAU DE BRAGG CORRESPOND, DANS UNE FIBRE OPTIQUE MONOMODE, A UNE ZONE DE MODULATION PERIODIQUE DE L'INDICE DE REFRACTION. IL EST LOCALISE DANS LE CUR DE LA FIBRE ET S'ETEND GENERALEMENT SUR UNE LONGUEUR DE QUELQUES MILLIMETRES. IL TIRE SON NOM DE L'EFFET CLASSIQUE DE RESONANCE, GOUVERNE PAR LA LOI DE BRAGG, QU'IL PROVOQUE DANS LA FIBRE. AINSI, UN FAISCEAU LUMINEUX GUIDE DANS LE CUR DE CETTE DERNIERE SERA SOUMIS A UN FILTRAGE SPECTRAL DE TYPE COUPE BANDE, CENTRE SUR UNE LONGUEUR D'ONDE DITE LONGUEUR D'ONDE DE BRAGG. LE TRAVAIL DE THESE A CONSISTE, DANS UN PREMIER TEMPS, A LA MISE EN PLACE, LA VALIDATION ET L'OPTIMISATION D'UN MONTAGE DE REALISATION DES RESEAUX DE BRAGG. CE DERNIER UTILISE UN MONTAGE INTERFEROMETRIQUE AFIN DE PHOTOINSCRIRE DANS LE CUR DE LA FIBRE L'IMAGE D'UNE FIGURE D'INTERFERENCE (PROCEDE HOLOGRAPHIQUE). POUR CELA ON UTILISE UN LASER A ARGON IONISE, DOUBLE EN FREQUENCE, EMETTANT A UNE LONGUEUR D'ONDE DE 244 NM. LE RESEAU EST INSCRIT DU FAIT DE LA PHOTOSENSIBILITE DE LA FIBRE A CETTE LONGUEUR D'ONDE. UN EFFORT DE RECHERCHE A ENSUITE ETE MENE CONCERNANT LA REALISATION DE COMPOSANTS A RESEAUX DE BRAGG EVOLUES. UN PROCEDE DE REALISATION A AINSI ETE MIS AU POINT ET A FAIT L'OBJET D'UN BREVET INTERNATIONAL. SON PRINCIPE REPOSE SUR L'UTILISATION STATIQUE OU DYNAMIQUE D'UNE OU DE PLUSIEURS LAME(S) DE PHASE. CETTE (CES) DERNIERE(S) PROVOQUE(NT) DANS LA FIGURE D'INTERFERENCE UN OU PLUSIEURS CHANGEMENTS (IMMOBILE(S) OU EN MOUVEMENT) DE LA PHASE DE LA FIGURE D'INTERFERENCE. CELA PERMET DE TRANSFORMER LA STRUCTURE DU RESEAU DE BRAGG INSCRIT. SES CARACTERISTIQUES DE FILTRAGE SONT AINSI MODIFIEES CE QUI OUVRE LA VOIE A DE NOMBREUSES APPLICATIONS. NOUS PRESENTONS AINSI LA REALISATION DE RESEAUX DE BRAGG A SAUT(S) DE PHASE, DE FABRY-PEROT A RESEAUX DE BRAGG ET DE RESEAUX DE BRAGG APODISES.
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Un effort de modélisation nous a conduit à réaliser des fibres à structures d'indice particulières dans lesquelles nous avons inscrit des réseaux à pas longs mieux adaptés à la fonction d'égalisation. Les deux techniques d'inscription (photoinscription et déformation locale) sont analysées. Nous présentons un travail théorique et expérimental sur les caractéristiques spectrales des réseaux à traits inclinés photoinscrits dans une fibre à gaine photosensible. La stabilisation thermique de ces composants par un dispositif passif a été également effectuée. Une courbe de gain d'amplificateur à fibre dopée à l'erbium rendu uniforme par des réseaux à traits inclinés est présentée.
Author: Lionel Quetel Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 202
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Les fibres silicates dopées par de l'oxyde de germanium présentent la particularité de subir une variation permanente d'indice de réfraction si elles sont irradiées par un rayonnement ultraviolet (#p = 244nm). Cette modification permanente d'indice permet d'inscrire des réseaux de Bragg dans les fibres germanosilicates. La méthode d'inscription consiste a irradier transversalement, en régime continue, le cœur des fibres par un système de franges d'interférences ultraviolettes. Le développement de réseaux de telecommunications par fibres optiques a fait ressortir la nécessite de réaliser des fonctions optiques intégrées dans la fibre. Nous présentons dans ce mémoire la réalisation de dispositifs optiques intégrant des réseaux de bragg. La dispersion chromatique peut limiter les performances d'une transmission (distances et débits). Nous abordons l'utilisation des réseaux de Bragg pour la compensation de la dispersion chromatique. Par ailleurs, la possibilité d'accorder la longueur d'onde de Bragg des réseaux donne naissance a de nombreux composants pouvant être introduits dans des fonctions de routage de longueurs d'onde, d'extraction de signaux.
Author: David Ramecourt Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 3
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Ce mémoire traite de l'étude de la photosensibilité et de la stabilité de réseaux d'indice inscrits dans des fibres germanosilicates hydrogénées. On définit la photosensibilité d'un verre comme étant la variation permanente de son indice de réfraction lorsque celui-ci est insolé par un rayonnement de longueur d'onde convenablement choisie. Cette photosensibilité est utilisée pour réaliser des composants (réseaux de Bragg) photo-inscrits dans les fibres optiques qui trouvent de nombreuses applications dans le domaine des capteurs et des télécommunications. Une première partie concerne la caractérisation de ces réseaux de Bragg par la mesure de l'amplitude de la modulation (Dn) de l'indice de réfraction de la fibre optique. La seconde partie de ce travail est consacrée à l'étude de l'inscription de réseaux de Bragg ainsi qu'à l'étude de leur durée de vie sur une période de 25 ans. Le chapitre III est consacré à l'étude de la stabilité dans le temps des caractéristiques spectrales (longueur d'onde lB et réflectivité R) des réseaux de Bragg inscrits dans la fibre germanosilicate hydrogénée. Le développement de cette étude montre que le phénomène est directement imputable à la présence d'hydrogène dans le cœur de la fibre au moment de l'insolation uniforme du réseau pré-inscrit. Un modèle phénoménologique simple issu de nos observations expérimentales est proposé. Pour cela, nous avons effectué des expériences de vieillissement accéléré à l'aide de recuit isothermes de réseaux de Bragg. Afin de prédire la durée de vie des réseaux, nous avons commencé par confronter nos résultats aux modèles proposés dans la littérature, puis nous avons utilisé le formalisme de la øMaster Curveø pour paramétrer les évolutions du changement d'indice photoinduit au cours du temps. Ces résultats nous permettent de fixer les conditions de passivation nécessaires pour assurer la stabilité de la longueur d'onde lB et de la réflectivité R sur une période d'utilisation de 25 ans à une température moyenne de 45ʿC.
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La photosensibilité dans les fibres optiques a été mise en évidence depuis une vingtaine d'années ; elle permet d'induire dans le cœur de la fibre une modulation de l'indice de réfraction (réseau de Bragg). Bien que les mécanismes de la photosensibilité soient encore assez mal connus, on peut tout de même relier cette propriété à des défauts ayant des pics d'absorption dans l'ultraviolet. Donc, en générant un champ d'interférences dans l'ultraviolet et en plaçant la fibre ou la structure à fibre à l'intérieur, on peut photoinscrire un réseau de Bragg. Nous présentons dans cette thèse des outils pour prédire les effets des réseaux de Bragg dans les composants à fibres optiques. Nous abordons tout d'abord l'analyse de la propagation dans les fibres optiques et les couleurs à fibres. Nous détaillons particulièrement, l'approche utilisée (théorie des supermodes) pour analyser des guides d'ondes à géométrie complexe et nous présentons les diverses méthodes numériques utilisées pour calculer les modes scalaires des guides optiques...
Author: Martin Bernier Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 314
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Les réseaux de Bragg à fibre optique photoinscrits (FBGs) constituent des composants clés dans la plupart des systèmes optiques contemporains utilisant de la fibre optique comme milieu actif ou passif. La méthode traditionnelle pour fabriquer ce type de composant consiste à utiliser l'interférence de deux faisceaux ultraviolets pour photoinscrire dans le coeur de la fibre optique, photosensible à cette lumière, un patron permanent de modulation de l'indice de réfraction. Ce dernier engendre, de par sa périodicité, une réflexion plus ou moins importante de la lumière qui se propage dans la fibre optique, suivant un spectre généralement très étroit. Or cette technique couramment utilisée n'est principalement valable que pour les fibres optiques à base de silice dopée au germanium qui présentent une importante photosensibilité à l'ultraviolet, soit à une longueur d'onde voisine de 242nm, due à la présence d'un défaut résonnant propre à la liaison germanium-oxygène. Cette technique de fabrication de FBGs est donc dépendante des matériaux constituant la fibre optique. Or depuis quelques années, une nouvelle méthode d'inscription de FBGs a été proposée, laquelle est basée sur l'utilisation d'impulsions femtosecondes à la longueur d'onde de 800nm. Cette méthode, basée sur l'absorption multiphotonique, permet l'inscription de FBGs ayant des propriétés uniques voire distinctes par rapport à ceux inscrits par la méthode traditionnelle, principalement de par son applicabilité à une vaste gamme de matériaux ainsi qu'à une stabilité thermique accrue des FBGs inscrits. Le présent ouvrage fera donc en premier lieu état de l'avancement scientifique relié au domaine de l'inscription de réseaux de Bragg à fibre optique par l'interaction d'impulsions ultrabrèves. Par la suite, une nouvelle approche basée sur la filamentation d'impulsions brèves en régime femtoseconde est proposée et démontrée expérimentalement. Cette approche a permis l'inscription de FBGs d'ordre fondamental dans des fibres optiques à base de verre de silice et de verre fluoré. Les travaux présentés sont essentiellement réunis dans 5 publications scientifiques, soumises ou publiées dans des journaux d'impact, qui font état d'avancements significatifs dans le domaine des réseaux de Bragg à fibre optique photoinscrits par laser femtoseconde ainsi que leurs applications aux lasers à fibre optique.
Author: Arif Hidayat Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 140
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La photosensibilité est définie par la variation permanente de l'indice de réfraction du verre composant la fibre optique lorsque celui ci est insolé par une longueur d'onde convenablement choisie. Cette photosensibilité permet de "photoinscrire" des composants dans les fibres optiques. De nombreux composants "photoinscrits" sont actuellement utilisés dans le domaine des télécommunications et des capteurs. Ce travail de thèse présente une étude de la photosensibilité de fibres optiques ainsi qu'une étude de la stabilité et de la durée de vie de composants "photoinscrits". La première partie du mémoire est relatif à une étude bibliographique de la photosensibilité de fibres optiques et de la stabilité de composants "photoinscrits". La seconde partie du mémoire porte sur les résultats expérimentaux. Nous présentons d'abord une étude de l'influence du contraste initial du réseau sur la stabilité thermique des caractéristiques du réseau. Nous montrons que le contraste de modulation évolue au cours des recuits isothermes. Ce résultat peut s'interpréter comme une signature du caractère local de la stabilité telle qu'elle est prévue par l'approche VAREPA. L'existence d'une variation réversible de réflectivité des réseaux avec la température une source de difficultés pour analyser la décroissance irréversible. Ce phénomène n'est pas observé de façon significative dans les fibres hydrogénées.
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L'irradiation ultraviolette du coeur d'une fibre optique dopee par de l'oxyde de germanium provoque la modification permanente de son indice de refraction. Par impression holographique transverse, on peut photo-inscrire des reseaux d'indice agissant comme des filtres optiques selectifs en longueur d'onde. Les reseaux d'indices provoquent par exemple le couplage entre le mode fondamental aller se propageant dans la fibre et le mode retour (reseaux de bragg) ou le couplage entre le mode fondamental et les modes de gaines (reseaux a longs pas). Dans le premier cas, le filtre optique resultant est reflecteur de l'onde a la longueur d'onde centrale du filtre alors que dans le deuxieme cas, le filtre optique est dissipateur. Nous presentons dans cette these l'etude de configurations permettant la realisation de filtres passe-bande bases sur la photo-inscription de reseaux d'indice dans les fibres optiques. Ces filtres transmettent les ondes optiques a la longueur d'onde centrale et les rejettent aux longueurs d'ondes avoisinantes. Par l'insertion de sauts de phase de le long de reseaux de bragg, nous proposons la realisation de filtres passe-bande monocannaux. Ces filtres sont equivalents aux filtres electriques de butterworth et permettent l'obtention d'une bande passante de forme rectangulaire. Nous presentons aussi le principe de l'insertion et de l'extraction d'une onde parmi plusieurs ondes et proposons un multiplexeur insertion/extraction de l'onde obtenu par l'inscription d'un reseau de bragg dans la zone de couplage d'un coupleur a fibre. Par ailleurs, nous etudions la realisation de reseaux a longs pas photo-inscrits dans une fibre standard chargee en hydrogene. Par l'insertion de sauts de phase de ou par la concatenation de reseaux a longs pas, nous montrons les applications de ce types de filtres pour l'egalisation du gain des amplificateurs optiques ou plus generalement pour le filtrage large bande.
Author: CHRISTOPHE.. MARTINEZ
Author: CHRISTOPHE.. MARTINEZ
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Author: Lionel Quetel
Author: Véronique Verdrager
Author: David Ramecourt
Author: Emmanuel Marin
Author: Martin Bernier
Author: Arif Hidayat
Author: Karine Michelet (juriste).)
Author: Fatima Bakhti