Fibres optiques micro-structurées à base de verres de chalcogénures pour applications dans le domaine des télécommunications et le moyen IR PDF Download

Author: Frédéric Désévédavy
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Languages : fr
Pages : 215

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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 (

Author: Maryanne Large
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 0387686177
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 248

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This book provides the reader with a clear overview of the considerable body of research and development work carried out in the last five years on microstructured polymer optical fibres (mPOFs). It discusses new applications which will be opened up by this emerging technology and includes for the first time details about the fabrication process for these fibres. The book provides an excellent introduction to this new technology.

Author: LAURENT.. GRISCOM
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Languages : fr
Pages : 150

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DES SOURCES LUMINEUSES SONT, A CE JOUR ACTIVEMENT RECHERCHEES A 1,3 M POUR AUGMENTER LA CAPACITE DES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS PAR FIBRES OPTIQUES. POUR CELA, DES COMPOSITIONS DE VERRES DOPES AUX TERRES RARES ET OPTIMISES DU POINT DE LEURS PROPRIETES OPTIQUES SONT NECESSAIRES. LES VERRES DE CHALCOGENURES AYANT DES INDICES DE REFRACTION ELEVES ET UNE TRANSPARENCE DANS L'INFRAROUGE QUI S'ETEND AU-DELA DE 10 M POSSEDENT LES QUALITES NECESSAIRES POUR OPERER A CETTE LONGUEUR D'ONDE. LES VERRES DE CHALCO-HALOGENURES, AVEC LES ELEMENTS GE-GA-S-CSX OU X = C1, BR, I ONT ETE SYNTHETISE AU LABORATOIRE. L'AJOUT D'UN HALOGENURE AU VERRE DE CHALCOGENURE SE TRADUIT PAR UNE AMELIORATION DE LA STABILITE THERMIQUE ET UN ELARGISSEMENT DU DOMAINE DE LA TRANSPARENCE DANS LE VISIBLE SANS CHANGER LES CARACTERISTIQUES DANS L'INFRAROUGE. CES VERRES POSSEDENT, PAR AILLEURS, UNE BONNE SOLUBILITE DES IONS DE TERRE RARE. ILS ONT ETE DOPES PAR LES IONS ND 3 + ET PR 3 +. LES PROPRIETES PHYSIQUES ET OPTIQUES (TEMPERATURES CARACTERISTIQUES, DENSITE, INDICES DE REFRACTION, TRANSMISSION UV ET IR) DE CES VERRES ONT ETE MESUREES ET COMPAREES AVEC CELLES DE VERRES DE SULFURE CLASSIQUES. LA THEORIE DE JUDD-OFELT A ETE EMPLOYEE POUR LA COMPREHENSION DES MECANISMES DES TRANSITIONS 4F-4F DANS CES VERRES. CEPENDANT, LES VERRES DE CHALCOGENURES POSENT DES PROBLEMES POUR L'APPLICATION DE CETTE THEORIE DU FAIT DU BANDGAP QUI OCCULTE LES BANDES D'ABSORPTION DE HAUTE ENERGIE DES IONS DE TERRE RARE. QUELQUES METHODES NOUVELLES ONT ETE TESTEES POUR APPLIQUER LA THEORIE DE JUDD-OFELT DANS LES VERRES DE CHALCOGENURES. LES EMISSIONS DES IONS ND 3 + ET PR 3 + ONT ETE ETUDIEES DANS LES VERRES GA-GE-CSX, EN FONCTION DE HALOGENE X ET EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN IONS DE TERRE RARE. CONCERNANT LA NEODYME, LES SPECTRES D'EMISSION IR DU NIVEAU 4F 3 / 2 ET LES EMISSIONS VISIBLES DE ( 4G 7 / 2, 2K 1 3 / 2, 4G 9 / 2) ONT ETE ENREGISTRES ET LES DUREES DE VIE MESUREES. LES PROCESSUS D'ESA A PARTIR DE 4F 3 / 2 QUI CONTRIBUENT A REDUIRE L'EMISSION A 1,3 M DE ND 3 + ONT ETE EGALEMENT ENREGISTRE. CONCERNANT LE PRASEODYME, LES SPECTRES D'EMISSIONS AINSI QUE LES DUREES DE VIE DES NIVEAUX 1G 4 (TRANSITION A 1,3 M), 1D 2 ET 3P J ONT ETE MESURES UNE PART IMPORTANT DE CE TRAVAIL A ETE CONSACRE A LA MISE EN EVIDENCE ET A LA CARACTERISATION DES PROCESSUS D'ADDITION DE PHOTONS VERS LES NIVEAUX ( 4G 7 / 2, 2K 1 3 / 2, 4G 9 / 2) DE ND 3 + ET VERS LES NIVEAUX 1D 2 ET 3P J DE PR 3 +.

Author: Simon Dubuis
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Languages : fr
Pages : 64

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Les télécommunications optiques requièrent le développement de nouveaux matériaux pour augmenter les échanges d’information. Parmi les matériaux régulièrement utilisés, le verre occupe une place importante. Sa transparence permet l’envoi de signaux sur de longues distances. Son faible coût et sa fabrication simple le rendent utilisable à grande échelle. Les verres d’oxyde courants comme les phosphates (1200 cm−1), les silicates (1100 cm−1) ou les borates (1400 cm−1) possèdent une transmission limitée dans la région mid-IR en raison de leur énergie de phonon élevée. D’autre part, des verres sans oxyde à basse énergie de phonon et à haute transparence dans le mid-IR sont caractérisés par une stabilité thermique faible. Pour combler ces lacunes, le verre à base d’oxyde de baryum, de germanium et de gallium (BGG) est étudié, caractérisé par une énergie de phonon faible, une large fenêtre de transmission, une grande stabilité thermique et de bonnes propriétés chimiques et mécaniques. Le projet de maîtrise explore ses propriétés thermiques, optiques et structurelles dans le but de développerune nouvelle fibre optique pour des applications dans l’infrarouge. La première partie de ce mémoire détermine une composition vitreuse optimale. La fenêtre de transmissionest maximisée, la stabilité thermique est élevée et la composition doit soutenir une purification. Parmi les différentes compositions, la composition 40GeO2 - 20Ga2O3 - 40BaO a été sélectionnée pour mener l’étude du dopage au bismuth et au thulium. La deuxième partie étudie le verre 40GeO2 - 20Ga2O3 - 40BaO comme matrice hôte pour le dopage de ces deux ions. Le dopage avec le bismuth présente une bande de photoluminescence remarquablement large dans la gamme spectrale de 1000-1600 nm. L’analyse XPS montre que le Bi3+ est responsable de cette émission. Enfin, les premiers essais de fibrage réalisés avec des échantillons de BGG montrent son potentiel pour la fabrication de fibres optiques.

Author: Anthony Louis Raphaël Maldonado
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Languages : fr
Pages : 0

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L'émergence des fibres optiques multimatériaux présente un intérêt technologique considérable en photonique pour combiner les propriétés remarquables des verres avec celles d'autres matériaux tels que les métaux ou les polymères afin de former un système fibré tout intégré avec de multiples fonctionnalités. Parmi ces fibres hybrides, le développement de fibres combinant simultanément une fonction de propagation d'un signal optique et une fonction de transport électrique pourrait apporter une solution alternative intéressante dans de nombreux domaines tels que les télécommunications, la médecine ou la détection. Une fibre avec une architecture conjuguant des caractéristiques électriques et optiques dans une structure de guidage d'onde unique et étirée permettra de développer des fonctionnalités électro-optiques de manière indépendantes ou simultanées afin de modifier les propriétés de l'onde optique. Nous rapportons, ici, la conception de deux fibres hybrides verre-métal différentes : une première à base de verre de tellurite TeO2 - ZnO - La2O3 et une deuxième à partir de verre de chalcogénure Ge - Se - Te avec une approche Rod-in-Tube et co-fibrage. Les verres de tellurite et les verres de chalcogénure ont été choisis pour leur large fenêtre de transmission dans le domaine de l'infrarouge moyen, leurs fortes propriétés d'optique non-linéaire et leur faible température de transition vitreuse (T[indice g]) compatible avec de nombreux métaux et polymères par rapport aux verres de silice. Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur la qualité de l'interface verre-métal, la continuité des électrodes le long de la fibre et le développement de techniques afin de connecter les électrodes à un circuit électrique externe. De plus, des simulations par éléments finis ont également été réalisées afin de déterminer les meilleurs paramètres pour la fibre : tension appliquée, distances électrode-électrode et cœur-électrode. En effet, il est important de trouver un compromis entre une proximité des deux électrodes pour maximiser le champ électrique vu par le cœur de la fibre optique et une distance cœur-électrode suffisamment grande pour ne pas induire des pertes optiques supplémentaires. Enfin, nous avons également mis en place un montage pour mesurer l'effet Kerr électro-optique qui correspond à une rotation de la polarisation de la lumière induite par un matériau diélectrique transparent soumis à un champ électrique externe. La constante Kerr de chaque composition tellurite a été mesurée afin de comprendre son évolution en fonction de la concentration de chaque composé.

Author: Mário Fernando Santos Ferreira
Publisher: Elsevier
ISBN: 0443184941
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 541

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Specialty Optical Fibers reviews theoretical and experimental photonic research relevant to the synthesis, processing, characterization, modeling, physical features, and applications of Specialty Optical Fibers (SOFs) with significant technological impact potential. All fiber-based advanced photonics device components rely on specialty optical fibers, which have either a unique waveguide structure or a novel material composition. High power optical amplifiers, high power fiber, and novel fabrication techniques for optical fiber design have enabled significant technological advances. The book provides discussion on these applications including current research directions, future opportunities and remaining challenges.Specialty Optical Fibers is suitable for researchers in academia and practitioners in R&D working in the subject areas of materials science, electrical engineering, and fiber optics. Includes an overview of specialty optical fiber materials design and fabrication technologies Reviews fundamentals of the most relevant optical fiber materials, including their physics, chemistry, and optoelectronics principles Explores current research directions and future opportunities and challenges of utilization of optical fibers for a wide range of diverse applications

Author: Anthony Maldonado
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Languages : fr
Pages : 0

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L'émergence des fibres optiques multimatériaux présente un intérêt technologique considérable en photonique pour combiner les propriétés remarquables des verres avec celles d'autres matériaux tels que les métaux ou les polymères afin de former un système fibré tout intégré avec de multiples fonctionnalités. Parmi ces fibres hybrides, le développement de fibres combinant simultanément une fonction de propagation d'un signal optique et une fonction de transport électrique pourrait apporter une solution alternative intéressante dans de nombreux domaines tels que les télécommunications, la médecine ou la détection. Une fibre avec une architecture conjuguant des caractéristiques électriques et optiques dans une structure de guidage d'onde unique et étirée permettra de développer des fonctionnalités électro-optiques de manière indépendantes ou simultanées afin de modifier les propriétés de l'onde optique.Nous rapportons, ici, la conception de deux fibres hybrides verre-métal différentes : une première à base de verre de tellurite TeO2 - ZnO - La2O3 et une deuxième à partir de verre de chalcogénure Ge - Se - Te avec une approche Rod-in-Tube et co-fibrage. Les verres de tellurite et les verres de chalcogénure ont été choisis pour leur large fenêtre de transmission dans le domaine de l'infrarouge moyen, leurs fortes propriétés d'optique non-linéaire et leur faible température de transition vitreuse (Tg) compatible avec de nombreux métaux et polymères par rapport aux verres de silice. Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur la qualité de l'interface verre-métal, la continuité des électrodes le long de la fibre et le développement de techniques afin de connecter les électrodes à un circuit électrique externe.De plus, des simulations par éléments finis ont également été réalisées afin de déterminer les meilleurs paramètres pour la fibre : tension appliquée, distances électrode-électrode et cœur-électrode. En effet, il est important de trouver un compromis entre une proximité des deux électrodes pour maximiser le champ électrique vu par le cœur de la fibre optique et une distance cœur-électrode suffisamment grande pour ne pas induire des pertes optiques supplémentaires.Enfin, nous avons également mis en place un montage pour mesurer l'effet Kerr électro-optique qui correspond à une rotation de la polarisation de la lumière induite par un matériau diélectrique transparent soumis à un champ électrique externe. La constante Kerr de chaque composition tellurite a été mesurée afin de comprendre son évolution en fonction de la concentration de chaque composé.

Author: Mohammed Saad
Publisher: SPIE-International Society for Optical Engineering
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Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 272

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This text brings together 29 papers presented at SPIE's Lasers and Materials in Industry symposium. They cover optical fibres and optical fibre materials.

Author: Perrine Toupin
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Languages : fr
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Cette thèse est dédiée à l'élaboration de fibres optiques microstructurées en verre de chalcogénure. Ces verres présentent un large domaine de transparence dans l'infrarouge et des propriétés optiques non-linéaires importantes. Les fibres optiques microstructurées sont composées d'un arrangement périodique de trous d'air s'étalant le long de l'axe de la fibre. Elles possèdent ainsi des propriétés de propagation originales qui suscitent un grand intérêt dans la communauté scientifique. La possibilité de mettre les verres de chalcogénure sous forme de MOFs offre de nombreuses applications potentielles en optique passive et en optique active. Nous nous sommes intéressés à plusieurs d'entres elles. Ces travaux s'articulent en effet autour de trois objectifs majeurs : le transport de puissance dans les fenêtres de transparence atmosphériques II et III, la réalisation d'un capteur chimique et la conversion de longueurs d'onde par des effets non-linéaires. Les compositions sélectionnées pour élaborées les fibres (As38Se62, As40S60, Te20As30Se50 et Ge10As22Se68) ont fait l'objet d'une recherche approfondie de manière à trouver des méthodes de purifications adéquates pour obtenir des fibres présentant de très faibles pertes optiques. Les MOFs obtenues à partir des verres purifiés présentent des pertes inférieures au dB/m sur une grande gamme de longueur d'onde. De tels résultats permettent d'assurer le transport de moyenne puissance dans les bandes II et ou III selon la fenêtre de transmission de ces verres. Concernant la réalisation d'un capteur dans l'infrarouge, une nouvelle géométrie de fibre a été élaborée. Elle consiste en une fibre dont le cœur est partiellement exposé à l'environnement extérieur grâce à la présence d'une fente le long de l'axe de la fibre. Les essais de détection de liquides réalisés sont concluants, les résultats montrent que la fibre à cœur exposé conçue est plus sensible qu'une fibre monoindice présentant un diamètre deux fois plus petit. Un petit diamètre de cœur est un paramètre recherché afin d'exacerber les effets non-linéaires. Ainsi deux géométries de fibres ont été sélectionnées pour fabriquer les fibres destinées à générer des effets non-linéaires : les fibres multimodes à cœur suspendu (Øc

Author: Laurent Bigot
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Languages : en
Pages : 116

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L'avènement des fibres optiques micro-structurées au milieu des années 90 a présenté un souffle nouveau pour la communauté des fibres optiques dans la mesure où plusieurs barrières techniques et scientifiques infranchissables avec les fibres conventionnelles ont pu être dépassées. Outre des propriétés de guidage innovantes, ces nouvelles géométries de fibres ont permis d'exploiter les atouts de verres jusqu'alors difficilement exploitables en géométrie fibrée. C'est dans ce contexte que s'est déroulée l'activité de recherche présentée tout au long de ce travail, activité qui couvre différents aspects de la problématique des fibres optiques, notamment des fibres optiques actives, développées ces dix dernières années. Ainsi, la caractérisation des propriétés luminescentes de verres dopés Er3+et de verres dopés Bismuth sera présentée avec, dans le premier cas, un accent particulier mis sur les études utilisant la spectroscopie haute résolution. L'étude de verres à base de nano-structures métalliques et semi-conductrices sera également exposée, à la fois du point de vue des propriétés de luminescence mais également des propriétés non-linéaires. Enfin, le développement de procédés de fabrication de préformes de fibres optiques tels que le dépôt externe en phase vapeur, sera détaillé de même que la démonstration de l'intérêt de tels procédés pour la réalisation de fibres à bandes interdites photoniques innovantes.