Book Description
Ce mémoire rapporte les progrès réalisés durant mon doctorat concernant la génération de supercontinuum et son application suivant deux types de matériaux : les verres de chalcogénures et les verres de tellurite. Concernant l'axe chalcogénure, deux nouvelles compositions exemptes d'arsenic sont développées : Ge20Se60Te20 et Ge20Se70Te10. Les propriétés thermiques et optiques de ces deux compositions de verres sont étudiées et deux types de fibres sont fabriqués : des fibres optiques double indices et des fibres optiques à cœur suspendu. La génération de supercontinuum dans ces deux types de fibres pompées par un amplificateur paramétrique optique rapporte des résultats compétitifs avec l'état de l'art actuel de la génération de supercontinuum dans les fibres chalcogénures, et permettent de générer des spectres continus entre 2 et 14 μm. Concernant l'axe tellurite, lessupercontinuums générés confirment les résultats précédents obtenus avec ce type de fibre optique. Différents types de pompage sont alors étudiés en lien avec la cohérence du supercontinuum et en fonction du régime de dispersion de la fibre, notamment lorsque le pompage est de faible puissance. L'impact du type de source laser à l'origine du supercontinuum est également étudié. Les supercontinuums jusqu'alors générés par un pompage de type oscillateur paramétrique optique peuvent désormais être obtenus par pompage avec de nouvelles sources laser compactes femtoseconde récemment développées vers 2 μm et disponibles commercialement. Les supercontinuums obtenus sont utilisés dans diverses expériences de spectroscopie d'absorption supercontinuum, notamment en.
Author: Mohammed El Amraoui Publisher: Editions Universitaires Europeennes ISBN: 9783838181783 Category : Languages : de Pages : 188
Book Description
Les travaux presente dans ce memoire de theses concernent la synthese et la purification du verre chalcogenure As2S3 en vue de son utilisation pour l'elaboration de fibres optiques microstructurees (FOM) hautement non-lineaires. Le premier but ce projet est l'elaboration de FOMs de tres haute qualites optiques susceptibles de generer un large supercontinuum couvrant la deuxieme fenetre de transparence atmospherique 2-5um. Cet objectif necessite des approches innovantes de fabrication de fibre qui permet l'utilisation de nouvelles geometries de fibres qui n'ont pas ete jusqu'a present associes au verres chalcogenures. Des effets non-lineaires tres interessants ont ete generes pour la premiere fois dans des fibres microstructurees As2S3 a coeur suspendus. La vision de ce projet presente un ensemble unique de defis, qui menera a une serie d'activites theoriques et experimentales.
Book Description
Les travaux réalisés dans ce manuscrit portent sur l'étude de la génération de supercontinuum dans des fibres transparentes dans le moyen infrarouge. Afin de générer un supercontinuum entre 3 et 5 μm, nous chercherons à comparer différentes familles de verres tels que les verres de fluorures, les verres d'oxydes de tellures et les verres de chalcogénures. Ces fibres sont pompées à l'aide de laser à fibre émettant autour de 2 μm en régime impulsionnel nanoseconde ou picoseconde. Cette longueur d'onde permet de s'approcher du zéro de dispersion chromatique de certaines fibres. Nous générons un supercontinuum jusqu'à 3800 nm dans des verres fluorés. Une connectique, dont la transmission est d'environ 75 %, est réalisée entre une fibre ZBLAN et une fibre SiO2. Une mesure des raies d'absorption du méthane est réalisée autour de 3300 nm à l'aide du supercontinuum généré dans les verres fluorés. Un supercontinuum est généré jusqu'à 2900 nm dans une fibre en oxyde de tellure. L'étendue du spectre aux grandes longueurs d'onde est limitée par l'atténuation de la fibre. Enfin, plusieurs compositions de verres de chalcogénures sont testées (As38Se62, As40S60, Ge10As22Se68). Ces fibres seront tout d'abord pompées dans leur régime de dispersion normale et nous observerons la formation de 4 sauts Raman successifs. Le gain Raman dans les verres AsSe est estimé à (1,6+/- 0,5) x 10E-11 m/W. Un compromis entre le contrôle de la dispersion chromatique et le couplage dans la fibre nous conduit à réaliser des fibres effilées dont le diamètre varie sur la longueur de la fibre. Nous obtiendrons alors un supercontinuum dans une fibre effilée en verre d'AsSe jusqu'à 2600 nm
Book Description
Les travaux réalisés dans ce manuscrit portent sur la fabrication de fibres optiques microstructurées (FOMs) à cœur suspendu en verre de tellurite pour la génération de supercontinuum au-delà de 2μm. Pour atteindre notre but nous avons tout d'abord réalisées les études des propriétés thermiques et optiques des verres TeO2-ZnO-R2O et TeO2-WO3-R2O (où R= Li, Na et K). La composition du verre 80TeO2-10ZnO-10Na2O (% molaire) a été sélectionnée pour la fabrication des FOMs destinées aux caractérisations du développement des effets non linéaires. La synthèse sous atmosphère sèche et oxydante nous a permis de réduire la concentration des groupements hydroxyles d’un facteur 30 par rapport à la fabrication du verre sous air. L’utilisation d'agents déshydratants (ZnF2 et TeCl4) permet d'abaisser encore la concentration des groupements OH jusqu’à quelques ppm. La composition du verre 80TeO2-5ZnO-5ZnF2-10Na2O donne une fibre transparente jusqu’à 4 μm laissant apparaître l’influence de l’absorption multiphonon. Utilisant les précurseurs commerciaux les plus purs nous avons pu réaliser une fibre de tellurite avec de très faibles pertes à 0,1 dB/m. Nous avons fabriqué des FOMs à cœurs suspendus avec des diamètres de cœurs variant de 2,7 μm à 3,5 μmet permettant de gérer la dispersion chromatique et de ramener la longueur d'onde du zéro dispersion entre 1500 nm et 1660 nm. Pour optimiser la génération du supercontinuum nous avons utilisé des sources laser pulsées pico- et femtosecondes pour pomper les fibres en régime de dispersion anormale. En parallèle aux mesures expérimentales, nous avons effectué des modélisations numériques basées sur la résolution de l'équation de Schrödinger non-linéaire généralisée. Les résultats expérimentaux, en bon accord avec les simulations, nous ont permis d'obtenir un élargissement spectral s’étalant de 850 nm à 2850 nm avec un niveau de puissance de sortie de 112 mW, dont l'extension à plus grandes longueurs d'ondes dans l'infrarouge est encore pour l'instant fortement limitée par l’absorption des groupements hydroxyles. Cependant la déshydratation du matériau, même si elle doit encore être améliorée a permis de montrer que lors de pompage à 2000-2200 nm le supercontinuum peut atteindre 4000-4500 nm, gamme de longueurs d’onde à partir de laquelle l’absorption multiphonon commence à être perceptible
Book Description
Les travaux relatés dans ce manuscrit concernent l’étude expérimentale des fibres microstructurée ou fibre à cristaux photonique (FCP) en verre de chalcogénures. Ce sont des matériaux originaux qui présentent un large domaine de transparence dans le moyen infrarouge, de forts indices de réfractions linéaires et non linéaires. Les FCP sont une nouvelle catégorie de fibres optiques possédant des propriétés de propagation originales. Une méthode efficace pour purifier ces verres est mise au point, une faible atténuation (
Book Description
Les travaux réalisés dans ce manuscrit portent sur la fabrication de fibres optiques microstructurées (FOMs) à cœur suspendu en verre de tellurite pour la génération de supercontinuum au-delà de 2μm. Pour atteindre notre but nous avons tout d'abord réalisées les études des propriétés thermiques et optiques des verres TeO2-ZnO-R2O et TeO2-WO3-R2O (où R= Li, Na et K). La composition du verre 80TeO2-10ZnO-10Na2O (% molaire) a été sélectionnée pour la fabrication des FOMs destinées aux caractérisations du développement des effets non linéaires. La synthèse sous atmosphère sèche et oxydante nous a permis de réduire la concentration des groupements hydroxyles d'un facteur 30 par rapport à la fabrication du verre sous air. L'utilisation d'agents déshydratants (ZnF2 et TeCl4) permet d'abaisser encore la concentration des groupements OH jusqu'à quelques ppm. La composition du verre 80TeO2-5ZnO-5ZnF2-10Na2O donne une fibre transparente jusqu'à 4 μm laissant apparaître l'influence de l'absorption multiphonon. Utilisant les précurseurs commerciaux les plus purs nous avons pu réaliser une fibre de tellurite avec de très faibles pertes à 0,1 dB/m.Nous avons fabriqué des FOMs à cœurs suspendus avec des diamètres de cœurs variant de 2,7 μm à 3,5 μmet permettant de gérer la dispersion chromatique et de ramener la longueur d'onde du zéro dispersion entre 1500 nm et 1660 nm. Pour optimiser la génération du supercontinuum nous avons utilisé des sources laser pulsées pico- et femtosecondes pour pomper les fibres en régime de dispersion anormale. En parallèle aux mesures expérimentales, nous avons effectué des modélisations numériques basées sur la résolution de l'équation de Schrödinger non-linéaire généralisée. Les résultats expérimentaux, en bon accord avec les simulations, nous ont permis d'obtenir un élargissement spectral s'étalant de 850 nm à 2850 nm avec un niveau de puissance de sortie de 112 mW, dont l'extension à plus grandes longueurs d'ondes dans l'infrarouge est encore pour l'instant fortement limitée par l'absorption des groupements hydroxyles. Cependant la déshydratation du matériau, même si elle doit encore être améliorée a permis de montrer que lors de pompage à 2000-2200 nm le supercontinuum peut atteindre 4000-4500 nm, gamme de longueurs d'onde à partir de laquelle l'absorption multiphonon commence à être perceptible.
Author: Arnaud Lemière
Author: Louis-Rafaël Robichaud
Author: Nicolas Ducros
Author: Mohammed El Amraoui
Author: Olivier Thibault-Maheu
Author: Mathieu Duhant
Author: Mohammed El Amraoui
Author: Inna Savelii
Author: Frédéric Désévédavy
Author: Inna Savelii