Optimisation d'un capteur interférométrique à fibres optiques pour la détection de champ magnétique basse fréquence PDF Download

Author: Denis Barbier
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Languages : fr
Pages : 212

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Author: DENIS.. BARBIER
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CETTE ETUDE AVAIT POUR BUT D'AMELIORER NOS CONNAISSANCES SUR LES CAPTEURS INTERFEROMETRIQUES A FIBRES OPTIQUES, DE TYPE MACH ZEHNDER, ET, A TERME, DE REALISER UN MAGNETOMETRE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LES POINTS FAIBLES D'UN TEL INTERFEROMETRE: EVOLUTION DE LA PHASE AVEC LES VARIATIONS DE TEMPERATURE, EXTREME SENSIBILITE AUX VIBRATIONS MECANIQUES ET AUX FLUCTUATIONS DE LONGUEURS D'ONDES DE LA SOURCE. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS CHERCHE A ELIMINER CES PROBLEMES. POUR CELA, NOUS AVONS MIS AU POINT UN SYSTEME DE CONTRE REACTION ACTIVE SUR LA PHASE, QUI COMPENSE LES EFFETS DE LA TEMPERATURE, PUIS NOUS AVONS ETUDIE ET REALISE DES COUPLEURS A L'AIDE D'UNE TECHNOLOGIE D'OPTIQUE INTEGREE SUR SILICIUM, DONT L'UTILISATION A REDUIT, DE FACON SPECTACULAIRE, L'INFLUENCE DES VIBRATIONS MECANIQUES. NOUS AVONS, PAR AILLEURS, TRAVAILLE SUR LA STABILISATION EN LONGUEUR D'ONDE DU LASER SEMI-CONDUCTEUR. LA SENSIBILITE AUX CHAMPS MAGNETIQUES CONTINUS EST OBTENUE, PAR INSERTION D'UN ELEMENT MAGNETOSTRICTIF SUR L'UN DES BRAS DE L'INTERFEROMETRE. GRACE A UNE INTERACTION ADEQUATE FIBRE-MATERIAU, UNE UTILISATION ASTUCIEUSE DE LA NON LINEARITE DES PHENOMENES MAGNETOSTRICTIFS ET PAR LA MISE EN PLACE D'UN SYSTEME DE CONTRE REACTION SUR LE CHAMP MAGNETIQUE, DE FACON A EFFECTUER UNE MESURE DE ZERO EN CHAMP, NOUS AVONS OBTENU UN SENSEUR MAGNETIQUE, DONT LA RESOLUTION EST DE: 11 NANOTESLA PAR RACINE DE HERTZ POUR UN METRE D'INTERACTION FIBRE-MATERIAU; CELA CORRESPOND A UNE DYNAMIQUE DE MESURE EN CHAMP DE 40 DECIBELS. NOTRE DISPOSITIF ETANT STABLE SUR DES DUREES SUPERIEURES A UNE HEURE

Author: Ahmed Chaouki Lahrech
Publisher: GRIN Verlag
ISBN: 3668880751
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 128

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Mémoire de Maîtrise de l’année 2013 dans le domaine Electrotechnique, note: 18/20, , langue: Français, résumé: L’objectif de ce travail est la modélisation et la réalisation d’un détecteur inductif en utilisant la technique de balayage de fréquence qui apporte une approche différente pour discriminer entre les différents métaux. Dans l’étape de modélisation, nous avons proposé un modèle analytique du système et une étude numérique par la méthode des éléments finis. Nous avons utilisé les algorithmes génétiques pour le dimensionnement optimal du détecteur et les réseaux de neurones pour résoudre le problème inverse. Le détecteur inductif réalisé est constitué d’une bobine de transmission et deux bobines de réception montées en mode différentiel. La réalisation du prototype a été effectuée et le modèle élaboré est validé par les résultats expérimentaux.

Author: ESLAM.. HUSSAIN YOUNIS
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Languages : fr
Pages : 184

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CETTE THESE DECRIT (DANS LE PREMIER ET LE DEUXIEME CHAPITRE) LES PRINCIPES GENERAUX DES FIBRES OPTIQUES AINSI QUE LES PROPRIETES ELASTIQUES ET OPTO-ELASTIQUES DES DIFFERENTS MATERIAUX CONSTITUANT LA FIBRE OPTIQUE MONOMODE. DANS LA PARTIE ANALYTIQUE (TROISIEME A SIXIEME CHAPITRE), ELLE EVALUE LA CONTRIBUTION DES DIVERS ELEMENTS DE LA FIBRE OPTIQUE SUR LA MODULATION DE LA PHASE DE L'ONDE OPTIQUE QUI SE PROPAGE DANS LA FIBRE. A PARTIR DES PROPRIETES ELASTIQUES, OPTO-ELASTIQUES, THERMIQUES, MAGNETOSTRICTIVES, PIEZO-ELECTRIQUES DES DIFFERENTS MATERIAUX DE LA FIBRE, LES CONFIGURATIONS DES CAPTEURS SUIVANTS ONT ETE DETERMINEES: CAPTEUR DE TEMPERATURE INSENSIBLE A LA PRESSION; CAPTEUR DE PRESSION INSENSIBLE A LA TEMPERATURE; CAPTEUR DE CHAMP MAGNETIQUE INSENSIBLE A LA PRESSION ET A LA TEMPERATURE; CAPTEUR DE CHAMP ELECTRIQUE INSENSIBLE A LA PRESSION OU A LA TEMPERATURE. DANS LA PARTIE EXPERIMENTALE (SEPTIEME CHAPITRE) ELLE PRESENTE LA REALISATION D'UN CAPTEUR DE PRESSION ACOUSTIQUE. LES DEPHASAGES DANS UN SYSTEME POLARIMETRIQUE (ENTRE DEUX MODES) ET DANS UN SYSTEME INTERFEROMETRIQUE (ENTRE DEUX FIBRES) ONT ETE MESURES. L'INFLUENCE DE LA FREQUENCE ET DE LA TEMPERATURE LOCALES DANS CE CAPTEUR SONT QUASIMENT NEGLIGEABLES

Author: Jean-Louis Germain
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Languages : fr
Pages : 238

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LA REALISATION D'UN CAPTEUR INTERFEROMETRIQUE A FIBRES OPTIQUES DE TYPE MACH-ZEHNDER MODIFIE, ASSOCIE A UNE SONDE DE MESURE, A PERMIS DE DETECTER LOCALEMENT LES VARIATIONS D'INDICE DE REFRACTION D'UN LIQUIDE ENGENDREES PAR UNE ONDE ULTRASONORE, ET CE AVEC UNE GRANDE RESOLUTION SPATIALE (LA ZONE DE MESURE ETANT VOISINE DE LA LONGUEUR DE L'ONDE ULTRASONORE) ET UNE LARGE BANDE FREQUENTIELLE (700 KHZ A 70 MHZ). LE TRAITEMENT DU SIGNAL A ETE REALISE PAR L'INTERMEDIAIRE DE DEUX METHODES D'ANALYSE MISES AU POINT AU LABORATOIRE, A SAVOIR: 1) UNE METHODE D'ANALYSE TEMPORELLE PERMETTANT DE MESURER DE FAIBLES PRESSIONS ACOUSTIQUES; 2) UNE METHODE D'ANALYSE FREQUENTIELLE PAR TRANSFORMEE DE FOURIER RAPIDE PERMETTANT DE MESURER DES PRESSIONS ACOUSTIQUES ELEVEES ET CARACTERISER L'ONDE ULTRASONORE (FREQUENCE, COEFFICIENT D'AMORTISSEMENT, DISTORSION HARMONIQUE, ETC...). LE TEMPS D'EXECUTION DE CES DEUX METHODES D'ANALYSE EST INFERIEUR A LA MINUTE

Author: Mohammed Baha Alsous
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Languages : fr
Pages : 121

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DANS CE MEMOIRE, NOUS PRESENTONS L'ETUDE D'UN CAPTEUR INTERFEROMETRIQUE AVEC UNE SOURCE NATURELLE A BANDE LARGE. CE CAPTEUR EST COMPOSE D'UN INTERFEROMETRE DE SAGNAC A FIBRE UNIMODALE, DANS LEQUEL NOUS INTRODUISONS UN OU PLUSIEURS ELEMENTS BIREFRINGENTS. COMME LES MATRICES DE JONES NE SONT PAS EN GENERAL COMMUTATIVES, L'INTENSITE A LA SORTIE DEPEND DONC DE LA BIREFRINGENCE DES ELEMENTS ET DE SES FACTEURS MODIFICATIFS. DANS NOTRE SYSTEME, LA BIREFRINGENCE DES FIBRES OPTIQUES, MEME RESIDUELLE, JOUE UN ROLE CRUCIAL ET DOIT ETRE IMPERATIVEMENT PRISE EN COMPTE. CE CAPTEUR POLARIMETRIQUE N'UTILISE AUCUN POLARISEUR OU ANALYSEUR. IL POURRA ETRE UTILISE COMME CAPTEUR DE CHAMP MAGNETIQUE OU DE ROTATION MECANIQUE. UNE ANALYSE THEORIQUE DES PERFORMANCES DU CAPTEUR A ETE DEVELOPPEE. LA SIMULATION NUMERIQUE NOUS A PERMIS DE DETERMINER LES PARAMETRES DU CAPTEUR. NOUS PRESENTONS EGALEMENT LES DONNEES EXPERIMENTALES CORRESPONDANT AUX DEUX POSSIBILITES D'UTILISATION DU CAPTEUR. UN TRES BON ACCORD ENTRE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LA SIMULATION NUMERIQUE A ETE OBSERVE. DE PLUS, NOUS PRESENTONS UNE METHODE SIMPLE POUR LA CARACTERISATION DE LA BIREFRINGENCE DES FIBRES OPTIQUES. CETTE DERNIERE EST BASEE SUR UNE RESOLUTION NUMERIQUE D'UN SYSTEME D'EQUATIONS PAR LA METHODE DE SIMPLEXE NON LINEAIRE. ELLE PERMET LA DETERMINATION DES PARAMETRES EQUIVALENTS D'UNE FIBRE BIREFRINGENTE.

Author: Franck Vallet
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Languages : fr
Pages : 161

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DANS CE MEMOIRE, NOUS PRESENTONS UN CAPTEUR EXTRINSEQUE DE VIBRATIONS A FIBRES OPTIQUES DESTINE A ETRE INSTALLE DANS LES CENTRALES HYDROELECTRIQUES POUR PREDIRE L'ETAT D'USURE DE DIVERS ELEMENTS MECANIQUES SUR LES MACHINES TOURNANTES. UNE ANALYSE CRITIQUE DES DIFFERENTES MODULATIONS EMPLOYEES CONDUIT AU CHOIX D'UN CAPTEUR UTILISANT LA MODULATION DE PHASE DU FAIT DE LA GRANDE SENSIBILITE DE MESURE PERMISE. LA TETE DU CAPTEUR PROPOSE COMPREND UN MONTAGE DE TYPE INTERFEROMETRIQUE ORIGINAL DESTINE A PERMETTRE LA MESURE SANS CONTACT DE DEPLACEMENT D'UNE MASSE SISMIQUE SOUMISE A UNE ACCELERATION. UN RESEAU DE DIFFRACTION SOLIDAIRE DE LA MASSE SISMIQUE EST ECLAIRE PAR UN SYSTEME DE FRANGES D'INTERFERENCES PRIMAIRE. SES DEPLACEMENTS PROVOQUENT LE DEFILEMENT DE FRANGES SECONDAIRES DONT LE COMPTAGE FOURNIT L'INFORMATION SUR LA VALEUR ET LA FREQUENCE DE L'ACCELERATION. LA THEORIE RELATIVE A LA MESURE DU DEPLACEMENT PAR PROCEDE INTERFEROMETRIQUE EST PRESENTEE AINSI QUE L'APPLICATION DE CE PRINCIPE A LA MESURE DE VIBRATIONS. LES DISPOSITIFS OPTIQUES, MECANIQUES ET ELECTRONIQUES CONSTITUANT LE CAPTEUR SONT DECRITS ET CARACTERISES EN DETAIL. EN PARTICULIER, L'EMPLOI DE RESEAUX DE DIFFRACTION NON STANDARDS NOUS AMENE A L'ELABORATION D'UN BANC DE FABRICATION PAR HOLOGRAPHIE ET A LA CARACTERISATION DES RESEAUX. PREALABLEMENT A LA MISE EN BOITIER DE LA TETE DU CAPTEUR, LA FREQUENCE PROPRE ET LE COEFFICIENT D'AMORTISSEMENT DU SYSTEME MECANIQUE ETUDIE SONT DETERMINES. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX DEMONTRENT QUE LE CAPTEUR FONCTIONNE PARFAITEMENT POUR DES FREQUENCES DE VIBRATIONS AUSSI BASSES QUE 0,2 HZ, LA GAMME DE FREQUENCES MESURABLE ALLANT JUSQU'A 70 HZ. LA LIMITE BASSE EN ACCELERATION DE NOTRE CAPTEUR EST DE 0,03 M/S#2RMS, LA GAMME D'ACCELERATIONS DETECTABLE S'ETENDANT JUSQU'A 10 M/S#2 RMS. FINALEMENT, LE CAPTEUR DEVELOPPE EST COMPACT ET FACILE A METTRE EN UVRE.

Author: Catherine Erbeia
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Languages : fr
Pages : 212

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CETTE ETUDE AVAIT POUR BUT DE DEMONTRER LA FAISABILITE D'UN NOUVEAU CAPTEUR DE DEPLACEMENT OPTIQUE INTEGRE INTERFEROMETRIQUE, POUVANT ETRE CONNECTE PAR DES FIBRES OPTIQUES MONOMODES, VOIRE MULTIMODES. LA TECHNOLOGIE MISE EN UVRE AU NIVEAU DU CIRCUIT OPTIQUE UTILISE UNE STRUCTURE MULTICOUCHES EPAISSE, DEVELOPPEE SPECIALEMENT AU LABORATOIRE POUR LA CONNECTIQUE PAR FIBRES. CETTE STRUCTURE PRESENTE L'AVANTAGE D'ETRE INSENSIBLE A L'ETAT DE POLARISATION DE LA LUMIERE S'Y PROPAGEANT. POUR TENIR COMPTE DE LA SPECIFICITE DE CETTE NOUVELLE FILIERE TECHNOLOGIQUE, UNE APPROCHE TOTALEMENT NOUVELLE DU CIRCUIT INTERFEROMETRIQUE INTEGRE A ETE NECESSAIRE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS EFFECTUE UNE ETUDE COMPLETE DES COMPOSANTS OPTIQUES DE BASE A INTEGRER DANS LE CIRCUIT, CONDUISANT A LA DEFINITION DES DIFFERENTS NIVEAUX DE MASQUES UTILISES POUR SA REALISATION TECHNOLOGIQUE. LES PROBLEMES DE CONNEXION ENTRE LE CIRCUIT OPTIQUE ET LES FIBRES D'ENTREE ET DE SORTIE SONT AUSSI ETUDIES EN DETAIL. DANS UN SECOND TEMPS, LA CARACTERISATION DES CIRCUITS REALISES NOUS A PERMIS DE DEMONTRER LEUR FAISABILITE, TOUT EN METTANT EN EVIDENCE UN CERTAIN NOMBRE DE PROBLEMES A RESOUDRE POUR AMELIORER LEURS PERFORMANCES. NOUS NOUS SOMMES TOUT PARTICULIEREMENT ATTACHES A LA STABILISATION DE LA REPONSE DU CIRCUIT, ET, A CETTE FIN, DE NOUVEAUX COMPOSANTS INTEGRES FAISANT FONCTION DE FILTRES SPATIAUX ONT ETE DEFINIS. LE PROBLEME DE RETOUR DE LUMIERE (FEEDBACK) VERS LA DIODE LASER EST AUSSI ABORDE, ET DES SOLUTIONS DE MODULES PIGTAILES DIODE-FIBRE SONT PROPOSES. NOUS PRESENTONS ENFIN, UNE VERSION AMELIOREE DU CAPTEUR

Author: Karla Balaa
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Languages : fr
Pages : 318

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Ce travail de thèse s’inscrit dans la recherche et le développement de capteurs chimiques. Il est motivé par un besoin toujours croissant d’outils de détection dans des domaines aussi variés que la santé, la sécurité et l’environnement. Nous présentons l’étude de capteurs fondés sur le principe de résonance plasmons de surface - SPR. L’intérêt de ce type de capteurs est principalement lié à leur grande sensibilité, leur réponse rapide en temps réel et leur grande précision sans l’utilisation de marqueurs. L’originalité de notre approche est l’utilisation de fibres optiques. Celles-ci offrent de nouveaux attraits tels la simplification de l’instrumentation et sa miniaturisation. Dans une première partie, nous présentons une revue théorique sur les plasmons de surface à l’interface métal – diélectrique. Nous présentons ensuite une étude expérimentale en deux parties : la première décrit la réalisation et la caractérisation des capteurs SPR à fibre optique, la seconde présente l’analyse de la réponse SPR des transducteurs ainsi réalisés. En particulier nous avons caractérisé par des études systématiques l’influence de paramètres physiques importants liés au métal, à la fibre optique et au traitement de surface de la partie sensible par le greffage d’une couche de thiols. Enfin, nous proposons une étude numérique simulant la réponse du capteur en fonction de différents stimuli. Ce modèle, basée sur le calcul de la réflectance de la lumière à l’interface d’un ensemble multicouches nous a permis de valider l’étude expérimentale et d’étendre les recherches en prenant en compte différent type de molécules cibles. En particulier, nous présentons des résultats sur des molécules absorbants ou non absorbants, greffées ou non à la surface du transducteur. Une comparaison entre résultats expérimentaux et simulations numériques valide l’ensemble du travail et nous permet finalement de proposer une configuration optimisée du capteur, en fonction de la nature de la couche métallique et de la fibre optique, ainsi que des molécules cibles à détecter.

Author: Issatay Nadinov
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Languages : en
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Mon projet de thèse est consacré à la fonctionnalisation d'une fibre optique par un grenat d'yttrium / fer substitué bismuth (Bi: YIG) pour les applications à la détection magnéto optique (MO) utilisant l'effet Faraday. Au cours de ce travail, j'ai développé une méthode originale pour réaliser la synthèse de grenats directement à l'extrémité d'une fibre optique, préparés par la méthode de décomposition métallo organique (MOD). J'ai étudié les propriétés MO et les propriétés structurelles (DRX, SEM, AFM) du matériau en fonction des conditions de préparation. Les résultats ont montré une forte dépendance de ces propriétés à la température de recuit, à sa durée et à la composition de la solution initiale. Variant ces paramètres, j'ai affiné la synthèse du Bi: YIG et déterminé les conditions optimales permettant d'accéder aux rotations de Faraday maximales. De plus, ces études m'ont donné la possibilité de déterminer l'énergie d'activation de la cristallisation des films Bi: YIG, alors que les expériences colorimétriques (DSC, DTA) sont inopérantes du fait de la présence d'un substrat. Actuellement, je suis en mesure de préparer non seulement les couches minces de grenat sur la fibre, mais également des microcristaux, dont la taille est de 2 à 3 μm, alignés précisément sur le cœur du guide optique. J'ai également développé un capteur à fibre optique pour la mesure de champ magnétique utilisant cette fibre fonctionnalisée. Les performances de ce détecteur permettent la mesure de champs magnétiques allant de 100 mT à quelques μT. De plus, la configuration utilisée me permet de mesurer le champ magnétique non seulement à partir de la rotation de Faraday, mais aussi de l'ellipticité de Faraday, ce qui permet de simplifier considérablement le système de détection et d'ouvrir de nouvelles perspectives pour la mesure du champ magnétique.