SYNTHESE ET CARACTERISATION DE NOUVELLES COMPOSITIONS DE VERRES DE FLUORURES A BASE D'INDIUM POUR L'ELABORATION DE FIBRES OPTIQUES A GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES PDF Download
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LA PRESENTE ETUDE A PORTE SUR L'OBTENTION DE FIBRES OPTIQUES MULTIMODES EN VERRES DE FLUORURES DE TYPE BIG (BARYUM-INDIUM-GALLIUM), PRESENTANT DE GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES, DANS UN BUT D'APPLICATION A L'AMPLIFICATION OPTIQUE A 1,3 MICRONS. LES PROPRIETES OPTIQUES DES IONS ND(III) ET PR(III) ONT ETE ETUDIEES DANS LA MATRICE VITREUSE BIG. PAR APPLICATION DE LA THEORIE DE JUDD-OFELT, LES PROBABILITES DE REABSORPTION A PARTIR DE L'ETAT EXCITE ONT ETE EVALUEES POUR LES DEUX TERRES RARES DANS LES VERRES BIG ET COMPAREES A CELLES OBTENUES DANS LES VERRES DE TYPE FLUOROZIRCONATE CLASSIQUES (ZBLAN). LA SYNTHESE DE NOUVELLES COMPOSITIONS, AFIN DE MODIFIER L'INDICE DE REFRACTION DU VERRE BIG DE BASE, A ETE REALISEE. POUR LES VERRES DE CUR, L'INDICE A ETE AUGMENTE PAR L'AJOUT DE FLUORURES DE PLOMB ET DE BISMUTH, OU PAR DES CHLORURES. POUR LES VERRES DE GAINE, L'INDICE A ETE DIMINUE PAR L'AJOUT DE FLUORURES D'ALUMINIUM OU D'ELEMENTS ALCALINS. LES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES THERMIQUES (TEMPERATURES CARACTERISTIQUES, VITESSES CRITIQUES DE REFROIDISSEMENT) ET PHYSIQUES (INDICES DE REFRACTION, TRANSMISSION INFRA-ROUGE, MASSES VOLUMIQUES, COEFFICIENTS DE DILATATION ET VISCOSITES) DES NOUVEAUX VERRES ONT ETE MESUREES ET DISCUTEES. LES COUPLES DE VERRES PRESENTANT LA MEILLEURE COMPATIBILITE THERMO-MECANIQUE ET LA PLUS GRANDE VARIATION D'INDICES DE REFRACTION ONT ETE CHOISIS POUR LA SYNTHESE DES PREFORMES. TROIS TYPES DE FIBRES MULTIMODES ONT ETE OBTENUS, PRESENTANT RESPECTIVEMENT DES OUVERTURES NUMERIQUES DE 0,26, 0,31 ET 0,35 AVEC DES ATTENUATIONS DE 4,3 ET 5 DB/M ENTRE 2,7 ET 4 MICRONS. ENFIN, UNE NOUVELLE APPROCHE A ETE MISE EN UVRE POUR L'OBTENTION DE FIBRES A GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES. CELLE-CI A CONSISTE EN LA SYNTHESE D'UNE PREFORME "COMPOSITE" CONSTITUEE PAR UN VERRE DE TYPE BIG POUR LE CUR ET UN VERRE D'UNE AUTRE FAMILLE VITREUSE POUR LA GAINE. LA RECHERCHE D'UNE COMPATIBILITE THERMO-MECANIQUE AINSI QUE D'UNE BONNE MISCIBILITE ENTRE LES DEUX VERRES A ABOUTI AU CHOIX D'UNE COMPOSITION DE TYPE ALUMINOFLUOROPHOSPHATE COMME VERRE DE GAINE. UNE PREFORME PRESENTANT UNE VARIATION D'INDICES DE REFRACTION EGALE A 0,073 A PU ETRE SYNTHETISEE. LES PREMIERS ESSAIS DE FIBRAGE ONT ETE EFFECTUES
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LA PRESENTE ETUDE A PORTE SUR L'OBTENTION DE FIBRES OPTIQUES MULTIMODES EN VERRES DE FLUORURES DE TYPE BIG (BARYUM-INDIUM-GALLIUM), PRESENTANT DE GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES, DANS UN BUT D'APPLICATION A L'AMPLIFICATION OPTIQUE A 1,3 MICRONS. LES PROPRIETES OPTIQUES DES IONS ND(III) ET PR(III) ONT ETE ETUDIEES DANS LA MATRICE VITREUSE BIG. PAR APPLICATION DE LA THEORIE DE JUDD-OFELT, LES PROBABILITES DE REABSORPTION A PARTIR DE L'ETAT EXCITE ONT ETE EVALUEES POUR LES DEUX TERRES RARES DANS LES VERRES BIG ET COMPAREES A CELLES OBTENUES DANS LES VERRES DE TYPE FLUOROZIRCONATE CLASSIQUES (ZBLAN). LA SYNTHESE DE NOUVELLES COMPOSITIONS, AFIN DE MODIFIER L'INDICE DE REFRACTION DU VERRE BIG DE BASE, A ETE REALISEE. POUR LES VERRES DE CUR, L'INDICE A ETE AUGMENTE PAR L'AJOUT DE FLUORURES DE PLOMB ET DE BISMUTH, OU PAR DES CHLORURES. POUR LES VERRES DE GAINE, L'INDICE A ETE DIMINUE PAR L'AJOUT DE FLUORURES D'ALUMINIUM OU D'ELEMENTS ALCALINS. LES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES THERMIQUES (TEMPERATURES CARACTERISTIQUES, VITESSES CRITIQUES DE REFROIDISSEMENT) ET PHYSIQUES (INDICES DE REFRACTION, TRANSMISSION INFRA-ROUGE, MASSES VOLUMIQUES, COEFFICIENTS DE DILATATION ET VISCOSITES) DES NOUVEAUX VERRES ONT ETE MESUREES ET DISCUTEES. LES COUPLES DE VERRES PRESENTANT LA MEILLEURE COMPATIBILITE THERMO-MECANIQUE ET LA PLUS GRANDE VARIATION D'INDICES DE REFRACTION ONT ETE CHOISIS POUR LA SYNTHESE DES PREFORMES. TROIS TYPES DE FIBRES MULTIMODES ONT ETE OBTENUS, PRESENTANT RESPECTIVEMENT DES OUVERTURES NUMERIQUES DE 0,26, 0,31 ET 0,35 AVEC DES ATTENUATIONS DE 4,3 ET 5 DB/M ENTRE 2,7 ET 4 MICRONS. ENFIN, UNE NOUVELLE APPROCHE A ETE MISE EN UVRE POUR L'OBTENTION DE FIBRES A GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES. CELLE-CI A CONSISTE EN LA SYNTHESE D'UNE PREFORME "COMPOSITE" CONSTITUEE PAR UN VERRE DE TYPE BIG POUR LE CUR ET UN VERRE D'UNE AUTRE FAMILLE VITREUSE POUR LA GAINE. LA RECHERCHE D'UNE COMPATIBILITE THERMO-MECANIQUE AINSI QUE D'UNE BONNE MISCIBILITE ENTRE LES DEUX VERRES A ABOUTI AU CHOIX D'UNE COMPOSITION DE TYPE ALUMINOFLUOROPHOSPHATE COMME VERRE DE GAINE. UNE PREFORME PRESENTANT UNE VARIATION D'INDICES DE REFRACTION EGALE A 0,073 A PU ETRE SYNTHETISEE. LES PREMIERS ESSAIS DE FIBRAGE ONT ETE EFFECTUES
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CE TRAVAIL S'INSCRIT DANS LE CADRE DES RECHERCHES SUR LES AMPLIFICATEURS OPTIQUES OPERANT DANS LA SECONDE FENETRE DE TELECOMMUNICATIONS A 1,31 M. IL CONSTITUE LA CONTRIBUTION DE L'UNIVERSITE DE RENNES 1 AU PROGRAMME EUROPEEN RACE FLUOR II. DES SYSTEMES VITREUX INEDITS A BASE DE FLUORURES DE GALLIUM ET D'INDIUM ONT ETE EXPLORES DE FACON SYSTEMATIQUE. LA RECHERCHE SUR LES DOMAINES VITREUX ET LES COMPOSITIONS A CONSTITUE LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL. LES PRODUITS DE DEPART ONT FAIT L'OBJET DE CARACTERISATIONS ET D'OPTIMISATIONS EN VUE D'ACCROITRE L'APTITUDE A LA VITRIFICATION ET LA QUALITE OPTIQUE DU VERRE. DES COMPOSITIONS STABLES A BASE DE FLUORURES DE GALLIUM, INDIUM, CADMIUM, PLOMB ET ZINC ONT ETE ISOLEES ET LEURS PRINCIPALES PROPRIETES PHYSIQUES DES VERRES MESUREES. LES PARAMETRES CINETIQUES DE LA DEVITRIFICATION ONT ETE DETERMINES PAR LES METHODES CLASSIQUES ISOTHERMES ET NON ISOTHERMES, AUSSI BIEN AU REFROIDISSEMENT QU'A LA RECHAUFFE. UNE SIMULATION DES PHENOMENES DE CRISTALLISATION AU FIBRAGE A ETE EFFECTUEE EN VUE D'EVALUER L'APTITUDE DES VERRES GAINPBCDZN AU FILTRAGE. LE COMPORTEMENT SPECTROSCOPIQUE DE L'ION PR#3#+ A ETE ETUDIE DANS CETTE MATRICE. LA TRANSITION ACTIVE A 1,3 M #1GU#3G#5 EST FORTEMENT INFLUENCEE PAR L'ENERGIE DE PHONON DU VERRE. LA DIMINUTION DE CETTE ENERGIE DE PHONON DANS LES VERRES DE CETTE ETUDE PAR RAPPORT AU VERRE CLASSIQUE ZBLAN EST CONFIRMEE PAR LES ETUDES INFRAROUGE ET RAMAN ET AUSSI PAR L'ACCROISSEMENT OBSERVE DU TEMPS DE VIE DE FLUORESCENCE DE CETTE TRANSITION. L'INFLUENCE DE LA NATURE DU DOPANT ET DES IMPURETES A AUSSI ETE DEMONTREE. LES TECHNIQUES D'ELABORATION DE PREFORME ONT ETE TESTEES ET NOUS AVONS INTRODUIT CERTAINES INNOVATIONS DANS LE MODE OPERATOIRE. L'AJUSTEMENT DES COMPOSITIONS A PERMIS DE DEFINIR DES COUPLES DE VERRES POUR LE CUR ET LA GAINE DE FIBRES OPTIQUES A FORTE OUVERTURE NUMERIQUE. EN PARTICULIER DES COMPOSITIONS DE VERRES DE FLUOROPHOSPHATES COMPATIBLES AVEC LE VERRE DE CUR GAINCDPBZN ONT ETE DEVELOPPEES, CE QUI A PERMIS DE REALISER DES PREFORMES A FORTE OUVERTURE NUMERIQUE. LES CONDITIONS D'OBTENTION DE FIBRES ONT ETE DEFINIES. LES FACTEURS DE PERTE ONT ETE IDENTIFIES ET DISCUTES. UN TRAVAIL ULTERIEUR D'OPTIMISATION SYSTEMATIQUE DES VERRES ET DES PROCEDES DEVRAIENT PERMETTRE D'OBTENIR DES FIBRES MONOMODES A PERTES DE FOND REDUITES. LE RENDEMENT QUANTIQUE ATTENDU DE CES FIBRES EST VOISIN DE 6% ALORS QU'IL N'EST QUE DE 3% POUR LES FIBRES DE FLUOROZIRCONATES CLASSIQUES
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UNE ETUDE GENERALE SUR LE COMPORTEMENT DES VERRES DE FLUORURES DANS DES ATMOSPHERES HUMIDES A ETE MENEE, ET IL EST CONSTATE QUE LA PRESENCE D'EAU DANS CES VERRES INTRODUIT UNE FORTE ABSORPTION AUTOUR DE 2,9 M. LES COEFFICIENTS D'EXTINCTION MOLAIRES DU GROUPEMENT OH ONT ETE DETERMINES POUR UN GRAND NOMBRE DE VERRES DE FLUORURES ET SONT SITUES ENTRE 9 ET 37 LITRE.MOLE#1.CM##1 AVEC DE FAIBLES VALEURS POUR LES VERRES A BASE DE ZRF#4. NOUS AVONS ETABLI UNE RELATION GENERALE ENTRE LES COEFFICIENTS D'EXTINCTION MOLAIRES ET L'AIRE DE LA BANDE D'ABSORPTION DUE A L'ION OH#, CE QUI PERMETTRA D'EVALUER LE COEFFICIENT D'EXTINCTION MOLAIRE DE N'IMPORTE QUEL VERRE DE FLUORURES PAR UN SIMPLE CALCUL DE SA BANDE D'ABSORPTION. DANS LA DEUXIEME PARTIE, NOUS NOUS SOMMES CONCENTRES UNIQUEMENT SUR LE VERRE DE FLUORURES APPELE BIZYBT (30 BAF#2-30 INF#3-20 ZNF#2-10 YF#3-10 THF#4) DANS LE BUT DE PREPARER UNE FIBRE OPTIQUE. AINSI A ETE ETUDIEE LA VITESSE CRITIQUE DE REFROIDISSEMENT DE VERRE PUR ET DOPE AVEC DE L'OXYGENE, OU DU NAF OU DU LIF, MATERIAUX QUI POURRAIENT ETRE UTILISES DANS DES PREFORMES. LA RELATION ENTRE L'INDICE DE REFRACTION ET LA DISPERSION EN FONCTION DE LA LONGUEUR D'ONDE A ETE ETABLIE. L'INFLUENCE DE L'ABSORPTION DES METAUX DE TRANSITION SUR LA TRANSPARENCE DU VERRE DANS L'INFRAROUGE A ETE DETERMINEE. FINALEMENT, NOUS AVONS PREPARE DIFFERENTES FIBRES OPTIQUES EN VERRE BIZYBT ET LES MESURES D'ATTENUATION MONTRENT UN NIVEAU ELEVE DE DIFFUSION DANS LA FIBRE OPTIQUE DU A UNE CRISTALLISATION
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DES VERRES INEDITS A BASE DE FLUORURE DE GALLIUM ONT ETE ISOLES D'UNE PART DANS LES SYSTEMES BINAIRES FLUORES GA-BA, GA-SR, GA-Y, GA-CA ET GA-CD ET AUSSI DANS DE NOMBREUX SYSTEMES TERNAIRES. HUIT COUPES DE SYSTEMES QUATERNAIRES ONT ETE ETUDIEES. LA STABILISATION DES SYSTEMES PRECEDENTS PAR LES FLUORURES MGF#2, INF#3 ET CDF#2 A ETE ENTREPRISE. DES ECHANTILLONS CYLINDRIQUES DE PLUS DE 10 MM DE DIAMETRE ONT ETE OBTENUS. LES PRINCIPALES PROPRIETES PHYSIQUES SONT RAPPORTEES. LES VERRES DE FLUOROINDATE BINAIRES IN-BA ONT ETE STABILISES PAR L'ADJONCTION DE MGF#2 ET DE GAF#3. L'OPTIMISATION DES VERRES DE FLUOROINDATE DANS LE SYSTEME IN-ZN-SR-BA A ETE REALISEE PAR L'INCORPORATION DE GDF#3, NAF ET GAF#3 PUIS PAR L'ADJONCTION D'AUTRES CATIONS TELS QUE CA, CD, LA, Y ET PB. LES CARACTERISTIQUES THERMIQUES ET LES PROPRIETES PHYSIQUES ONT ETE ETUDIEES AINSI QUE LEUR EVOLUTION AVEC LA TENEUR EN GAF#3. L'ETUDE COMPAREE DE LA CORROSION PAR L'EAU A ETE REALISEE SUR TROIS FAMILLES DE VERRES A BASE DE INF#3, GAF#3 ET ZRF#4. LES VERRES DE FLUOROZIRCONATE S'AVERENT ETRE LES PLUS SENSIBLES A L'EAU ET PRESENTENT UN SEUIL DE TENEUR EN ZIRCONIUM AU-DELA DUQUEL LA VITESSE DE DISSOLUTION AUGMENTE CONSIDERABLEMENT. LES ETUDES ISOTHERME ET NON ISOTHERME DE LA DEVITRIFICATION ONT ETE REALISEES SUR DES VERRES DE FLUOROINDATE ET DE FLUOROGALLATE DONNANT ACCES AUX ENERGIES D'ACTIVATION. DES ESSAIS DE FIBRAGE AINSI QUE LES MESURES D'ATTENUATION DES VERRES DE FLUORURES TRIVALENTS ONT ETE REALISES A LA SOCIETE LE VERRE FLUORE. UN MINIMUM DE PERTES SPECTRALES DE 73 DB/KM A ETE OBTENU SUR UNE FIBRE DE FLUOROINDATE DE 10 M DE LONGUEUR
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Les besoins récents en amplificateurs à fibres optiques dopées par les ions de terre rare pour les bandes S et XS, à 1,47 et 1,3μm, nécessitent de nouvelles matrices non-silice à faible énergie de phonon. Ce mémoire présente les travaux réalisés sur de nouvelles matrices fluorées, dans le cadre du projet GEANT (GEnération d’Amplificateurs Non-silice pour Transmission multi-fenêtres multiplexées en longueur d’onde) labellisé par le RNRT, associant partenaires industriels et universitaires. Les principaux objectifs fixés au démarrage du contrat concernant la réalisation de préformes et de fibres optiques à forte ouverture numérique ont été atteints grâce à la stabilisation de nouvelles compositions vitreuses à base de fluoroindate et fluorogallate dans le système PbF2-ZnF2-GaF3-InF3-CaF2 (PIG), notamment le verre PIG2 dont les caractéristiques sont : - une bonne stabilité thermique avec un delta T égal à 114°C, - une excellence compatibilité des courbes de viscosité avec le verre de gaine ZBLAYN. Une fibre optique multimode associant les verres PIG2 et ZBLAYN, à forte ouverture numérique (O.N. >0.5) a été obtenue par la technique de rotational casting. Les pertes optiques, mesurées sur un tronçon de 20m sont de 0,82 dB/m à 1,47μm ; elles sont principalement dues à l’absorption des ions Fe2+ et Cu2+. D’autre part, les paramètres spectroscopiques des ions Tm3+ ont été déterminés dans les matrices PIG et comparés à ceux du verre ZBLAN. Parallèlement, des guides d’onde planaires en verres fluorés dopés Pr3+ à base de fluorogallate du type PbF2-ZnF2-GaF3 (PZG) ont été élaborés par la technique de dépôt en phase vapeur, ceci pour les applications dans les réseaux optiques locaux. Le contrôle du taux de dopage dans la gamme 0,1-0,2 mol% a été amélioré en évaporant une solution solide PrF3-LaF3 à la place de PrF3. Dans le but d’améliorer les rendements d’amplification à 1,3μm, la durée de vie du niveau 1G4 de Pr3+ dans les matrices PZG dopées PrCl3 a été mesurée. La liaison Pr-Cl plus covalente, ainsi qu’une énergie de phonon plus faible au voisinage de la terre rare permet d’augmenter la durée de vie de 50% pour un dopage à 0,05 mol%.
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MISE EN EVIDENCE D'UNE NOUVELLE FAMILLE DE VERRE FLUORES A BASE D'INDIUM DANS LE SYSTEME BAF::(2)-INF::(3)-ZNF::(2)-THF::(4)-YBF::(3) APRES UNE ETUDE SYSTEMATIQUE DES TERNAIRES ET QUATERNAIRES COMPOSANT CE SYSTEME. ON A ETABLI L'APTITUDE VITRIFICATRICE DE L'INDIUM. DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES THERMIQUES, PHYSIQUES ET OPTIQUES DES COMPOSITIONS LES PLUS STABLES. COURBE TTT DU VERRE DE COMPOSITION 0,30 BAF::(2)-0,30 INF::(3)-0,20 ZNF::(2)-0,10 THF::(4)-0,10 YBF::(3) : LA VITESSE DE REFROIDISSEMENT NECESSAIRE POUR EVITER LA CRISTALLISATION A ETE ESTIMEE A 1,7**(O) NONCSECONDE
Author: MARIE LOUISE.. CONREUX Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 102
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LES VERRES FLUORES SONT L'OBJET D'UN GRAND INTERET DANS LES TELECOMMUNICATIONS LONGUES DISTANCES ETANT DONNE LEUR FAIBLE ATTENUATION THEORIQUE. CELLE-CI EST DE L'ORDRE DE 0.01 DB/KM DANS LA REGION DE 2.5 MICRONS, CE QUI AUTORISERAIT UN GAIN D'UN FACTEUR 10 PAR RAPPORT AUX PERFORMANCES ACTUELLES DES FIBRES OPTIQUES EN SILICE (0.16 DB/KM A 1.5 MICRONS). CEPENDANT, DE NOMBREUSES PERTES EXTRINSEQUES, LIEES ENTRE AUTRES AUX CONDITIONS D'ELABORATION DU MATERIAU, COMPROMETTENT L'OBTENTION DE CETTE ATTENUATION. EN EFFET, LES MEILLEURS RESULTATS OBTENUS A CE JOUR AVEC DES TECHNIQUES VERRIERES (FUSION DES POUDRES, COULEE) PLAFONNENT AUTOUR DU DB/KM A 2.5 MICRONS SUR DE COURTES LONGUEURS (100 METRES). UNE METHODE DE SYNTHESE EN PHASE VAPEUR POURRAIT PERMETTRE DE GAGNER UN ORDRE DE GRANDEUR SUR L'ATTENUATION. L'OBJET DE CE TRAVAIL A ETE L'ETUDE ET LA MISE EN UVRE D'UNE TECHNOLOGIE EN PHASE VAPEUR POUR LA SYNTHESE DE FLUORURES. LE MILIEU REACTIONNEL EST ACTIVE NON PAS THERMIQUEMENT MAIS PAR UN PLASMA BASSE PRESSION TYPE MICRO-ONDES (S.P.C.V.D.: SURFACE PLASMA CHEMICAL VAPOR DEPOSITION). LES CHLORURES DE ZIRCONIUM, D'ALUMINIUM ET DE PLOMB AINSI QU'UN ORGANOMETALLIQUE DU BARIUM (BA(FOD)2) ONT ETE UTILISES COMME PRECURSEURS. L'HEXAFLUORURE DE SOUFRE ET LE TETRAFLUORURE DE CARBONE (SF#6, CF#4) ONT ETE EMPLOYES COMME AGENTS FLUORANTS ET GAZ PLASMAGENES. C'EST AINSI QUE NOUS AVONS SYNTHETISE ET CARACTERISE (SPECTROMETRIE D'EMISSION OPTIQUE, SPECTROMETRIE DE MASSE A IONS SECONDAIRES, DIFFRACTION DES RAYONS-X) LES FLUORURES SUIVANTS: ZRF#4, ALF#3, PBF#2 ET BAF#2
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LES VERRES FLUORES SONT UTILISES POUR LA TRANSMISSION INFRAROUGE PAR FIBRE OPTIQUE ET LE GUIDAGE DE FAISCEAUX LASERS. UNE ATTENTION PARTICULIERE SE PORTE SUR LEUR POTENTIALITE POUR L'AMPLIFICATION OPTIQUE ET L'OPTIQUE INTEGREE. L'INTERET DES COMPOSANTS OPTIQUES A GRADIENT D'INDICE POUR ELARGIR LE CHAMP D'APPLICATION DES VERRES DE FLUOROZIRCONATES CONSTITUE LA MOTIVATION DES TRAVAUX PRESENTES EN PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE. LA MODIFICATION DE L'INDICE DE REFRACTION PAR VARIATION DE COMPOSITION AFFECTE PLUSIEURS PROPRIETES PHYSIQUES EN MEME TEMPS. L'INFLUENCE DE LA SUBSTITUTION PARTIELLE DU BARYUM PAR DES ALCALINS ET DES ELEMENTS DIVALENTS SUR LES PRINCIPALES PROPRIETES DES VERRES DERIVES DU ZBLA A ETE EXPLOREE DE FACON SYSTEMATIQUE. LA RESISTANCE FACE A LA DEVITRIFICATION DES VERRES LES PLUS STABLES A ETE ETUDIEE PAR METHODE NON ISOTHERME DECRITE PAR CHEN ET OZAWA. AINSI L'ENERGIE D'ACTIVATION APPARENTE A LA RECRISTALLISATION DE CES VERRES A ETE DETERMINEE. LA FAISABILITE DE LA CREATION D'UN GRADIENT D'INDICE DE REFRACTION PAR ECHANGE IONIQUE ENTRE UN VERRE MASSIF ET PLUSIEURS BAINS A ETE ETUDIEE. L'ETUDE DE LA DIFFUSION CATIONIQUE A L'INTERFACE DE DEUX VERRES DE COMPOSITIONS DIFFERENTES A PERMIS DE DEFINIR LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION DU POTASSIUM ET DU CESIUM DANS LA MATRICE VITREUSE FLUOREE. LA SECONDE PARTIE DE CE MEMOIRE DECRIT DE NOUVELLES SYNTHESES DES VERRES FLUORES. CETTE METHODE BASEE SUR LE PROCEDE SOL/GEL IMPLIQUE LA SYNTHESE DE GELS OXYGENES AMORPHES CONTENANT TOUS LES ELEMENTS CONSTITUANTS LES VERRES STANDARDS DE FLUOROZIRCONATES. LA FLUORATION DE CES GELS OXYGENES A BASSE TEMPERATURE CONDUIT A DES VERRES FLUORES PULVERULENTS. UN PROCEDE ORIGINAL DE FLUORATION A L'AMBIANTE A EGALEMENT ETE MIS AU POINT EN UTILISANT LES PROPRIETES CHIMIQUES DU FLUORURE DE NIOBIUM. DES FLUORURES ANHYDRES D'ALCALINS ET D'ALCALINO-TERREUX ONT ETE SYNTHETISES AINSI QUE DES GELS FLUORES AMORPHES
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LA PRESENTE ETUDE PORTE SUR LA SYNTHESE ET LA CARACTERISATION DE NOUVEAUX VERRES A BASE DE METAPHOSPHATE DE SODIUM A FORTE CONCENTRATION EN IONS TERRES RARES (NBLNX). LA REALISATION DE SOURCES DE LUMIERE VISIBLE ET D'ISOLATEURS OPTIQUES SOUS FORME DE FIBRES SONT LES PRINCIPALES APPLICATIONS ENVISAGEES. LES DOMAINES VITREUX DES TERNAIRES (METAPHOSPHATE DE SODIUM-FLUORURE DE BARYUM-FLUORURE DE LANTHANIDE) ONT ETE DETERMINES. POUR AMELIORER LA QUALITE OPTIQUE DES VERRES, UNE RECHERCHE SUR LA METHODE DE SYNTHESE A ETE EFFECTUEE. LES CARACTERISTIQUES THERMIQUES ET PHYSIQUES DE LA COMPOSITION LA PLUS STABLE (58 METAPHOSPHATE DE SODIUM - 11 FLUORURE DE BARYUM - 31 FLUORURE DE TERBIUM) ONT ETE MESUREES ET DES FIBRES OPTIQUES ONT ETE ELABOREES. ELLES PRESENTENT UNE ATTENUATION DE L'ORDRE DE 7 DECIBEL PAR METRE. L'ETUDE DE L'ION EUROPIUM(III) PAR LES METHODES DE DICHROISME CIRCULAIRE MAGNETIQUE ET DE FLUORESCENCE DE SELECTION DE SITE A MONTRE QUE LES IONS TERRES RARES DANS CES VERRES OCCUPENT DIFFERENTS SITES DE SYMETRIE VOISINE, C2V MAXIMUM. DES HYPOTHESES DE STRUCTURES SONT PROPOSEES. L'ETUDE COMPAREE DES PROPRIETES DE POUVOIR ROTATOIRE MAGNETIQUE DES VERRES DE FLUORURE TYPE BIG (BARYUM-INDIUM-GALLIUM) ET DES VERRES DE FLUOROPHOSPHATE TYPE NBLNX A ETE REALISEE. LES VERRES NBLNX RICHES EN TERBIUM(III) S'AVERENT ETRE DE BONS CANDIDATS POUR LA REALISATION D'ISOLATEURS OPTIQUES SOUS FORME DE FIBRES. PAR AILLEURS, EXCITES PAR UN RAYONNEMENT ULTRAVIOLET, LES IONS TERBIUM(III) EMETTENT UNE LUMINESCENCE VERTE INTENSE, MEME A FORTE CONCENTRATION. CETTE EMISSION EST ISSUE DU NIVEAU 5D4 DONT L'ETUDE DES DUREES DE VIE MONTRE QU'IL EST PEU SENSIBLE AU PHENOMENE D'EXTINCTION PAR EFFET DE CONCENTRATION. PAR CONTRE, LES INTERACTIONS ENTRE IONS TERBIUM(III) SONT IMPORTANTES POUR LE NIVEAU 5D3. LES TRANSFERTS D'ENERGIE A PARTIR DE CES DEUX NIVEAUX, 5D4 ET 5D3, ONT ETE ANALYSES PAR LE MODELE DE DIFFUSION RAPIDE ET LE MODELE D'INOKUTI-HIRAYAMA, RESPECTIVEMENT. LA LUMINESCENCE VERTE EST AUSSI OBSERVEE POUR DES ECHANTILLONS CODOPES YTTERBIUM-TERBIUM, PAR EXCITATION A 980 NANOMETRES. LE PHENOMENE D'ADDITION DE PHOTONS PAR EFFET COOPERATIF DANS CES VERRES A ETE DECRIT
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DE NOUVEAUX VERRES FLUORES ONT ETE SYNTHETISES A PARTIR DE DIFLUORURES DANS LES SYSTEMES ZNF#2-MF#2-MF#2, AVEC M=SR OU BA ET M=CA, CD, MG, SR, BA. LEUR TRANSITION VITREUSE EST VOISINE DE 300C ET L'EPAISSEUR DES ECHANTILLONS PEUT ATTEINDRE 3 MM. LA STABILITE DE CES VERRES EST AUGMENTEE PAR L'INCORPORATION DES FLUORURES ALF#3, YF#3, ZRF#4, THF#4. PLUSIEURS DIAGRAMMES VITREUX SONT DECRITS. UNE ETUDE EXHAUSTIVE DES VERRES A BASE DE INF#3 A ETE ENTREPRISE SUR LES SYSTEMES INF#3-MF#2 AVEC M=BA, CA, CD, SR, ZN. SIX DIAGRAMMES TERNAIRES ET DIX PSEUDO-TERNAIRES INEDITS SONT RAPPORTES. LES PROPRIETES PHYSIQUES ET L'INFLUENCE DE CERTAINS PARAMETRES DE COMPOSITION ONT ETE PRECISEES. LES VERRES DE FLUOROINDATE PRESENTENT UNE TRANSMISSION ACCRUE DANS L'INFRAROUGE CORRESPONDANT A DES PERTES INTRINSEQUES INFERIEURES A 1 DB/M A 5,5 MICRONS. L'INFLUENCE DES IONS SULFATES SUR LA FRONTIERE IR A ETE ETABLIE ET UN PROCEDE D'ELIMINATION DECRIT. LA DEVITRIFICATION DE VERRES DE FLUOROINDATES A ETE ETUDIEE SUR PLUSIEURS FAMILLES. ON A DETERMINE LA VALEUR DE L'EXPOSANT D'AVRAMI N ET DE L'ENERGIE D'ACTIVATION ET EFFECTUE DES ESSAIS DE NUCLEATION AU VOISINAGE DE TG. ON A TRACE UNE COURBE TTT EXPERIMENTALE SUR LE VERRE 40 INF#3-20 ZNF#2-20 SRF#2-15 BAF#2-5 CDF#2. LA VITESSE DE REFROIDISSEMENT CRITIQUE EST VOISINE DE 2 K/S. UNE SEPARATION DE PHASE A ETE OBSERVEE AVEC CE VERRE
Author: NATHALIE.. RIGOUT-FOGRET
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