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Dissertations / Theses on the topic 'Fibre Optique'
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Saab, Kassem. "Optique adaptative pour les télécommunications optiques." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEO016/document.
Full textAbstract:
Les télécommunications optiques en espace libre sont capables d'autoriser des débits de plusieurs dizaines de gigabits par seconde. Pour traiter ces débits en bénéficiant des techniques développées dans le cadre de l'optique fibrée, il est souhaitable d'injecter le faisceau reçu dans une fibre monomode. Ainsi, l'optique adaptative est proposée pour limiter les pertes d'injection induites par la dégradation de la qualité du faisceau propagé à travers la turbulence atmosphérique.Dans ce travail nous considérons un lien entre un satellite et une station de réception au sol. En élévation haute lorsque les perturbations d'amplitude peuvent être moyennées en augmentant la taille de la pupille la correction de la phase par optique adaptative (OA) classique peut être suffisante. Mes travaux dans ce cadre portent sur la mise en œuvre expérimentale de l'optimisation du couplage entre un système d'OA classique et une fibre monomode, en corrigeant les aberrations différentielles entre la voie de mesure de la surface d'onde et la voie d'injection du signal corrigé par OA. Le travail accompli dans l'objectif de cette mise en œuvre, se résume par les tâches suivantes : Définition d'une méthode d'optimisation automatique de l'injection par contrôle d'un seul miroir déformable pour la correction conjointe des perturbations rapides de la phase et des aberrations différentielles quasi-statiques ; Étude numérique de l'implantation de la méthode définie par simulation end-to-end ; Mise en œuvre de la méthode en laboratoire sur le banc BOA en modélisant la turbulence atmosphérique par des écrans de phase en rotation et validation du fonctionnement de l'optimisation de l'injection en boucle fermée ; Application de la méthode sur le banc ODISSEE à l'OCA puis fermeture de la boucle sur un signal optique émis par le satellite japonais SOCRATE.Par ailleurs, le lien satellite doit être opérationnel sur une durée maximale. Pour cela, le système doit fonctionner même dans le cas où le satellite est bas sur l'horizon et donc lorsque la portion d'atmosphère traversée par le faisceau est épaisse. Dans ces conditions particulières, les perturbations induites par les fluctuations de l'indice de l'air sont plus fortes que pour l'observation astronomique, donc la correction simultanée de la phase et de l'amplitude est indispensable pour atteindre le taux d'injection désiré (> 50 %). La deuxième partie de la thèse se place dans ce cadre et est consacrée à l'étude de l'implantation expérimentale d'une approche innovante de la correction de la phase et de l'amplitude fondée sur l'utilisation d'un Mach-Zehnder en optique intégrée. Le travail réalisé dans cette partie comporte les points suivants : Élaboration du principe de la correction par un Mach-Zehnder et proposition d'un dispositif généralisé à N voies ; Étude analytique de la correction par le dispositif proposé ; Développement d'un algorithme de contrôle fondé sur l'architecture proposée en optique intégrée ;• Validation numérique du fonctionnement par simulation end-to-end ; Conception d'un prototype pour la validation expérimentale du conceptFree space optical communications are able to allow rates of several tens of gigabits/s. In order to process these flows and benefit from the techniques developed in the context of fiber optics, it is desirable to inject the received beam into a single mode fiber. In this case, adaptive optics is proposed to limit the injection losses induced by the degradation of the beam quality caused by the atmospheric turbulence.In this thesis, we consider a link between a satellite and a ground receiving station.For high elevations when amplitude perturbations can be averaged by increasing the size of the pupil and the correction of the phase is sufficient by conventional adaptive optics (AO), this work deals with the experimental implementation of the coupling optimization between a conventional AO and a single mode fiber, by correcting the non common path aberrations between the measurement path of the wave front and the injection path of the corrected signal. The accomplished work in this context is summarized by the following tasks: definition of an automatic injection optimization method by controlling a single deformable mirror for the parallel correction of fast phase disturbance and quasi-static differential aberrations; numerical study of the implementation of the proposed method defined end-to-end simulations ; implementation of the method in the laboratory on the BOA bench, modeling the atmospheric turbulence by rotating phase screens, and validation of the injection optimization in closed loop ; application of the method on the ODISSEE bench at the OCA and closing of the loop on a laser signal emitted by the Japanese satellite SOCRATE.Besides, the link must be operational for a maximum duration. Indeed, the system must operate even when the satellite is low on the horizon and, therefore, when the crossed portion of atmosphere is thick. In these particular conditions, the disturbances induced by the air index fluctuations are stronger than for astronomical observations, so that, the simultaneous correction of the phase and the amplitude is essential to reach the desired injection ratio (> 50 %). Based on this analysis, the second part of this thesis focuses on the study of the experimental implementation of an innovative approach of a phase and amplitude correction based on using an integrated Mach-Zehnder. The work done in this part consists in the following points : elaboration of correction principle by a Mach-Zehnder and proposition of a generalized device with N channels ; theoretical analysis of the superposition by the proposed device ; development of a control algorithm based on the architecture proposed in integrated optics ; numerical validation of operation by end-to-end simulations ; design of the prototype for the experimental validation of the concept in the laboratory
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Hanna, Marc. "Sources laser femtoseconde à fibre optique." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00806296.
Full textAbstract:
Les sources laser à fibre sont de plus en plus utilisées dans des domaines très divers car elles possèdent des avantages majeurs : qualité de faisceau, intégration, possibilité d'émettre une puissance moyenne élevée, efficacité, robustesse. Nous présentons des travaux de recherche visant à étendre les performances des sources ultrarapides basées sur les fibres en utilisant des effets d'optique non linéaire et en proposant de nouvelles architectures laser.
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Pophillat, Lucien. "Transmission video par fibre optique." Limoges, 1987. http://www.theses.fr/1987LIMOA001.
Full textAbstract:
Presentation d'un systeme de transmission video par fibre optique dont l'originalite reside dans la performance en sensibilite qui permet notamment l'utilisation d'une diode electroluminescente avec une fibre monomode. On propose egalement un procede de modulation et de multiplexage temporel adapte aux caracteristiques et contraintes propres aux transmissions optiques
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Pophillat, Lucien. "Transmission vidéo par fibre optique." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608975p.
Full text
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Debut, Alexis. "Cohérence temporelle des lasers Brillouin à fibre optique." Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10094.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire porte sur l'etude theorique et experimentale de la coherence temporelle des lasers brillouin a fibre optique. Dans le cadre du modele coherent a trois ondes decrivant le comportement dynamique des lasers brillouin, nous etablissons une relation analytique liant la phase de l'onde stokes a celle de l'onde de pompe. Contrairement aux lasers classiques, nous montrons que le bruit de phase du laser de pompe est transfere a l'onde stokes emise apres avoir ete filtre et reduit. Il en resulte que le temps de coherence de l'onde stokes est beaucoup plus important que celui de l'onde de pompe. Le rapport entre ces deux temps de coherence est donne par un facteur k 2. Ce facteur depend simplement et uniquement du taux de perte de la cavite et du taux d'amortissement de l'onde acoustique. Nous presentons ensuite un protocole experimental dans lequel nous enregistrons la reponse du laser brillouin a une modulation de frequence du laser de pompe. Le rapport entre l'indice de modulation de l'onde de pompe et celui de l'onde stokes nous donne la valeur du coefficient k. Les resultats experimentaux confirment avec succes nos predictions theoriques. Pour terminer, nous appliquons nos methodes d'analyse a un laser brillouin injecte optiquement. Nous demontrons experimentalement et theoriquement que celui-ci emet un rayonnement stable en intensite quelque soit le regime de fonctionnement du laser brillouin.
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Neveux, Antoine Laurent. "Optoalimentation de capteurs par fibre optique." Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4421.
Full textAbstract:
Les travaux que décrit ce mémoire ont montré les performances des capteurs optoalimentés par fibres optiques en environnement hostile. Après quelques généralités sur l'alimentation optique par fibre, la première partie traite de la conversion photovoltaïque, des différents procédés d'élévation de tension, et des problèmes liés à l'alimentation électronique, en particulier de l'évolution des ressources et des besoins avec la température. La seconde partie traite des circuits électroniques du capteur. Le problème de consommation électrique a été résolu certes par l'utilisation de la technologie CMOS, mais surtout par un fonctionnement séquentiel des différents organes et par une méthode de codage qui tire profit des caractéristiques de la fibre. La structure et la mise en œuvre des circuits ont été particulièrement soignées afin de concilier la métrologie précise et la faible consommation. Après une étude portant sur l'unité de contrôle chargée de gérer le capteur optoalimenté, une discussion est ouverte sur les perspectives de cette technique. Les annexes décrivent en détail les deux réalisations qui ont étayé cette étude
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Grondin, Odile. "Vers un fluoroimmunocapteur à fibre optique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1994. http://www.theses.fr/1994INPL078N.
Full textAbstract:
L’objectif de la recherche est de mettre au point un capteur à fibre optique pour l'immunofluoroanalyse. La réalisation de tels capteurs nécessite le développement de plusieurs procédés: le greffage de molécules sur support de silice, la synthèse chimique de sondes fluorescentes et leur couplage à des biomolécules, la détermination de caractéristiques photophysiques et les opérations liées à l'immunologie. Le dosage développé dans cette étude repose sur la variation d'émission lumineuse de rotors moléculaires fluorescents due à la modification de leur environnement lors de la réaction antigène-anticorps. Dans ce but, deux actions principales ont été développées: l'étude du greffage sur des fibres en silice de molécules fluorescentes pour appréhender les facteurs qui conditionnent les modes de greffage soit par fixation par liaison chimique soit par adhésion physique; l'acide 4-(1-pyrenyl)butyrique et les IgG-FITC, (immunoglobulines liées à la fluorescéine) pris respectivement comme modèles de molécules organiques et de biomolécules. Différentes conditions de greffage (silanisation, solvant, réactif,. . . ) influencent la quantité de molécules fixées. L’utilisation de divers post-traitements, jouant sur la désorption, permettent d'évaluer les proportions relatives des deux modes de greffage. La synthèse de dérivés fluorescents de médicaments (théophylline et acide valproique) pour développer des applications en immunoanalyse. La préparation des entités médicament - rotor moléculaire fluorescent repose sur la synthèse de deux types de composés (rotors fluorescents et dérivés fonctionnels des médicaments) suivie de leur couplage. Les produits fluorescents obtenus dans ce travail présentent des caractéristiques photophysiques adaptées aux variations d'environnement, mais n'ont pu être appliqués pour les dosages immunologiques, car leur activité antigénique n'est pas préservée
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Jiang, haifeng. "Développement de liens optiques ultra-stables pour le transfert de fréquences à longues distances." Paris 13, 2010. http://www.theses.fr/2010PA132010.
Full textAbstract:
Le transfert des fréquences ultra-stables entre laboratoires distants est requis par de nombreuses applications concernant la métrologie temps/fréquence, la physique fondamentale, les accélérateurs de particules et l'astrophysique. Cette thèse décrit le développement de liaisons optiques ultra-stables sur des distances de 86 à 300 km. L'objectif à long terme est de développer des liens optiques de 1000 km environ afin de relier les principaux instituts nationaux de métrologie en Europe. Le lien optique est basé sur le transfert de la phase optique d'un laser ultra-stable de longueur d'onde 1542 nm par une fibre optique du réseau de télécommunications. Pour cela ont été développés des lasers stabilisés sur cavité Fabry-Perot et sur fibre optique. L'instabilité relative des lasers stabilisés sur cavité est de l’ordre de 10-15 pour un temps d'intégration de 1 s. Les lasers stabilisés sur fibre sont robustes, compacts, simples, accordables et leur bruit de fréquence est comparable à celui des lasers stabilisés sur cavité pour des fréquences supérieures à quelques dizaines de Hertz. Les liens optiques ont d'abord été démontrés sur 86 km et 172 km en utilisant des fibres dédiées reliant les laboratoires LNE-SYRTE et LPL. L'instabilité relative de fréquence obtenue était de l'ordre de 10-19 pour des temps d'intégration de 104 s. Pour des distances plus grandes, le signal ultra-stable est transféré directement sur le réseau Internet en utilisant un canal de fréquence dédiée, par la technique de multiplexage en longueur d’ondes. Un lien multiplexé a ainsi été démontré sur une distance de 300 km, avec une instabilité relative de fréquence au même niveau qu’avec des fibres dédiéesThe transfer of ultra-stable frequencies between distant laboratories is required by many applications in time and frequency metrology, fundamental physics, particle accelerators and astrophysics. This thesis describes the development of ultra-stable optical links over distances from 86 km to 300 km. The long-term objective is to connect the main European National Metrology Institutes with optical links extending up to 1000 km. The optical link is based on the transfer of the optical phase of an ultra-stable laser emitting light of wavelength 1542 nm through an optical fiber of the telecommunication network. For that purpose, ultra-stable cavity-stabilized lasers and fiber-stabilized lasers have been developed. The fractional instability of cavity-stabilized laser is approximately 10-15 at 1s integration time. The fiber-stabilized lasers are robust, compact, simple, tunable and their frequency noise is comparable to that of the cavity-stabilized laser for Fourier frequencies higher than a few tens of Hertz. Optical links were first demonstrated on 86 km and 172 km using dedicated fibers connecting the laboratories LNE-SYRTE and LPL. Fractional frequency instability in the range of or below 10-19 at 104 s integration time has been obtained. For larger distances, the ultra-stable laser signal is transferred on the Internet network simultaneously with the data traffic but on a dedicated frequency channel, using wavelength division multiplexing. Multiplexed links were demonstrated over distances up to 300 km, with fractional frequency instabilities at the same level or better than with dedicated fibers
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Mouchel, Paul. "Fonctions optiques basées sur des composants fibrés passifs : Collimation du signal issu d’une fibre optique et verrouillage de mode." Thesis, Angers, 2018. http://www.theses.fr/2018ANGE0055.
Full textAbstract:
Le développement de composants fibrés passifs est un enjeu crucial dans le domaine des lasers à fibre car ils permettent de répondre aux besoins de marchés critiques. Cette thèse s’intéresse à deux types de composants : les collimateurs qui servent à réduire la divergence du signal en sortie de laser et les absorbants saturables réels qui permettent d’obtenir des impulsions ultracourtes (ordre de la picoseconde). Le travail sur les collimateurs fibrés a mené dans un premier temps à la conception d’un composant compact capable de transmettre jusqu’à 20 W de puissance continue. Un second collimateur plus complexe qui permet de contrôler également l’axe optique (déviation angulaire et centrage) par rapport à la mécanique a été développé. La simulation du composant, la procédure d’assemblage et le banc d’alignement mis en place spécifiquement pour répondre à ce besoin sont détaillés. Le second composant est un absorbant saturable réel fibré : un taper sur lequel du graphène est déposé. Le choix des caractéristiques de réduction de la fibre, sa fabrication et la technique de dépôt du graphène sont détaillés. Une étude de son intégration dans la cavité résonante d’un laser est présentée. Le laser émet des impulsions d’énergie 1 nJ, de durée 4 ps et a une puissance moyenne de 520 mW. Les limitations en puissance du composant sont également évoquéesThe development of fiber-based passive components is at stakes in the industry of fiber lasers.They are key components in order to meet the needs of critical markets. Two kinds of components are studied: collimators and real saturable absorbers. The former’s goal is to reduce the divergence of the output signal of a laser. When inserted in a cavity, the latter allows the generation of ultrashort pulses (order of the picosecond). We first developed a compact fiber collimator capable of transmitting up to 20 W of continuous optical signal. A more complex collimator was then developed. We are able to control the deviation and centring of the optical axes thanks to its design. The simulation of the component, the process of fabrication and the optical bench we specifically created for the alignment are discussed. The second component that we worked on is a real saturable absorber : a taper with graphene deposited on its waist. The reduction of the fiber diameter, the fabrication of the component and the process of deposition of graphene are described. We also studied the way the component behaves in the resonant cavity of a laser. The laser generated ultrashort pulses with an energy of 1 nJ and a duration of 4 ps. The average power of the laser is 520 mW. The limitations of the component are also discussed
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ALLOUCHE, VIRGINIE. "Etude de l'amplificateur optique a fibre dopee erbium et de transmissions longues distances a fibre et amplificateurs optiques." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066296.
Full textAbstract:
Cette these s'inscrit dans le cadre des transmissions longues distances a fibre et amplificateurs optiques. Apres une presentation generale de l'amplificateur optique a fibre dopee erbium (ao) dans la premiere partie, l'expose est consacre a l'etude theorique et experimentale de l'amplificateur (deuxieme partie). Deux modelisations (analytique et numerique) de l'ao sont presentees et validees par comparaison a des resultats experimentaux. La modelisation numerique est mise a profit pour optimiser les parametres d'un ao experimental fort gain ( 25 db a petit signal). Deux bancs de mesure du coefficient d'exces de bruit d'un ao ont ete mis au point: un banc optique et un banc electrique. La methode electrique a conduit a la determination des differentes contributions de bruit (battements signal-spontanee et spontanee-spontanee) au bruit total. Une estimation quantitative de la dispersion modale de polarisation d'un amplificateur est faite a l'aide d'un montage experimental rapide a realiser. L'evolution de la zone d'auto-filtrage en fonction de l'attenuation entre deux ao consecutifs est egalement etudiee de maniere experimentale et theorique. Un logiciel de simulation d'un systeme de transmission optique complet est presente dans la troisieme partie. Il inclue la modelisation numerique de l'ao precedemment citee et une modelisation de la propagation dans les fibres optiques monomodales en presence de dispersion chromatique, de non linearite (effet kerr) et d'absorption. Ce logiciel comprend notamment un module d'analyse de resultats tres complet: traces des formes temporelles et spectrales des impulsions, diagramme de l'il, evaluation du facteur de qualite q le logiciel est utilise pour approfondir une etude experimentale liee a l'evolution du bruit electrique en fonction de la distance. La derniere partie de ce memoire est consacree a l'etude de l'effet rayleigh. On s'est attache, tout d'abord, a caracteriser qualitativement et quantitativement les effets rayleigh simple et double dans la fibre optique silice (passive). Cette etude est ensuite poursuivie au niveau de la fibre dopee erbium seule et sous la forme d'un module d'ao. L'effet rayleigh est caracterise pour differentes concentrations en dopant erbium. Les evolutions des effets rayleigh simple et double sont determinees en fonction du gain et comparees aux resultats obtenus par modelisation. Des observations de l'effet rayleigh sur des liaisons de plusieurs milliers de kilometres sont illustrees par des mesures experimentales et un calcul theorique. Le logiciel de simulation est finalement mis a profit pour estimer l'influence de l'effet rayleigh sur les performances de liaisons longues
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Beauchemin, Maryse. "Coupleur holographique auto-adapté pour fibre optique." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ61328.pdf.
Full text
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Medjadba, Hocine. "Optimisation d’un gyroscope à fibre optique multimode." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6077.
Full textAbstract:
L’objectif du travail présenté dans cette thèse est de développer un gyroscope à fibre optique multimode de nouvelle génération basé sur un choix optimal de ces composants et de la technique de traitement du signal. Le travail se divise principalement en deux parties. La première partie est consacrée à la modélisation de l’interférométrie Sagnac à fibre multimode, permettant l’étude de l’effet du phénomène des couplages de modes sur les performances. Les résultats de cette modélisation ont été appliqués pour optimiser le choix des composants pour la conception d’un nouveau prototype. La deuxième partie est consacrée à la réalisation expérimentale du prototype et à la caractérisation de ses performancesThe aim of the work presented in this thesis is to develop a new version of a multimode fiber optic gyroscope based on the optimal choice of the optical components and the signal processing. The work is mainly divided to two parts. The first part is devoted to the modeling of multimode Sagnac interferometer and allows the study of the effect of the modes coupling on the gyroscope performances. The modeling results are used to optimize the choice of the gyroscope components. The second part is dedicated to the experimental setup of the new prototype of the gyroscope and for the performances characterization
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Finot, Christophe. "Similaritons dans les amplificateurs Raman à fibre optique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011124.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente la génération de similaritons dans un amplificateur Raman à dispersion normale aux longueurs d'onde des télécommunications optiques. Les profils temporels expérimentaux obtenus par caractérisation FROG mettent en évidence un profil d'intensité parabolique associé à une dérive de fréquence linéaire, en accord avec les résultats d'un modèle numérique.Différentes propriétés théoriques des similaritons sont ensuite vérifiées expérimentalement. La dynamique de deux impulsions similaritons à des longueurs d'ondes centrales identiques ou différentes est également étudiée : les similaritons sont robustes vis-à-vis des collisions alors que l'interaction de deux similaritons entraîne la génération d'un train de solitons noirs à haut-débit.
Dans une dernière partie, nous évoquons l'application des similaritons à trois domaines : la génération d'impulsions ultracourtes, la mise en forme d'impulsions et enfin la régénération optique de signaux télécom à haut-débit.
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Grapinet, Mélanie. "Dynamiques non linéaires en cavités optiques : oscillateur photoréfractif et laser à fibre optique." Dijon, 2005. http://www.theses.fr/2005DIJOS046.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur les non linéarités dans une cavité photoréfractive et dans un laser à fibre dopée à l'erbium. La cavité photoréfractive est un système possédant la géométrie d'un oscillateur optique semi-linéaire. L'oscillation prenant naissance dans cette cavité peut être étudiée de manière analytique et numérique. Différents régimes de l'oscillation peuvent se présenter : des régimes non dégénérés ainsi que dégénérés. Le fonctionnement du laser à modes bloqués repose sur des dynamiques non-linéaires. En régime fortement dissipatif, la stabilité des impulsions ultracourtes s'appréhende grâce aux concepts et propriétés de solitons dissipatifs. Ces découvertes ont été observées expérimentalement et ont été validées par des simulations numériques fondées sur l'emploi d'un modèle de Ginzburg-Landau complexe cubique-quintique à gestion de paramètres. Une analyse numérique avec un profil vectoriel des champs a été menée afin de déterminer différents points de fonctionnementThis thesis concerns the non linearities in a photorefractive cavity and in a fiber laser doped erbium with a cavity at ring unidirectional. The photorefractive cavity is a system with the geometry of a optical oscillator semi linear. An oscillation, in this cavity, will be studied analytically and numerically. Different states from the oscillation can present itself : no degenerate state and degenerate state. The operation of the laser to modes blocked rests on the strongly non-linear dynamics. In strongly dissipative state, the stability of the ultrashort pulses is apprehended through the concepts and properties of dissipative solitons. These discoveries were observed experimentally and were validated by numerical simulations founded on the use of a model of complex Ginzburg-Landau cubic-quintique with management of parameters. A numerical analysis with a vectorial profile of the fields was carried out
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Guillaumond, Didier. "Étude théorique et expérimentale d'une source à fibre optique dopée erbium pour un gyromètre à fibre optique hautes performances." Saint-Etienne, 2000. http://www.theses.fr/2000STET4009.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse ont pour objet de concevoir, développer et réaliser une source à fibre dopée erbium capable de devenir la source optique de gyromètres a fibres optiques de haute performance (GFO HP). Tout d'abord, nous définissons les propriétés et les besoins des GFO HP de manière à élaborer le cahier des charges de la source recherchée et sa technologie. Ensuite, nous modélisons les sources à fibres dopées erbium pompées à 980nm, en détaillant la résolution numérique utilisée. L'outil de simulation mis en place est à la base de l'étude de dimensionnement de la source susceptible de convenir aux GFO HP. Nous arrivons ainsi à la spécification de la source. Puis, nous nous intéressons à l'étude de chacun des composants à fibre optique de cette source. En particulier, nous présentons de leur conception à leur réalisation, les filtres adaptés développés suivant deux technologies : les couches minces et les réseaux de Bragg. Nous comparons ainsi les performances des premières sources réalisées avec ces deux types de filtres. Nous nous penchons ensuite sur l'étude du comportement thermique des sources à fibres dopées erbium, aussi bien d'un point de vue expérimental que théorique. Ce qui nous permet d'atteindre la stabilité thermique de la longueur d'onde moyenne de la source sans dégrader les autres performances. Dans un souci de faisabilité industrielle, nous présentons les différentes maquettes jusqu'à la réalisation de la source optimisée et industrialisable.
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Doya, Valérie. "Du "speckle" aux "scars" : une expérience de chaos ondulatoire dans une fibre optique." Nice, 2000. http://www.theses.fr/2000NICE5467.
Full textAbstract:
Comment caractériser la dynamique d'une onde dans un domaine fermé? Dans la limite géométrique, elle évolue suivant les trajectoires de rayons. Dans cette limite, dès que la géométrie du domaine s'écarte d'une forme simple, les trajectoires exhibent une dynamique chaotique, c'est-à-dire irrégulière et extrêmement sensible aux conditions initiales. Les manifestations ondulatoires de cette dynamique géométrique complexe constituent le chaos ondulatoire, qui se manifeste quelle que soit la nature de l'onde. Il existe deux types d'études expérimentales : celles utilisant les ondes acoustiques (vibration de plaques, par exemple) ou celles employant les ondes électromagnétiques (essentiellement dans les cavités micro-ondes).
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Boldyreva, Ekaterina. "Mesures réparties par réflectométrie fréquentielle sur fibre optique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/18709/1/Boldyreva_Ekaterina.pdf.
Full textAbstract:
Les travaux de la présente thèse concernent l’étude théorique et la réalisation d’un Capteur réparti à Fibres Optiques fondé sur la réflectométrie fréquentielle et la rétrodiffusion de Rayleigh. La genèse de cette méthode remonte aux années 80 pour les mesures distribuées. Il y a un peu plus d’une dizaine d’années qu’elle a été mise en œuvre secrètement pour les meures réparties (continument sensibles) par la société américaine « Luna Innovations ». Cette approche permettant de réaliser des profils continus le long de la fibre des paramètres environnants (température et déformation principalement) offre une très bonne résolution spatiale ainsi qu’une résolution de mesure fine et présente donc un grand intérêt pour de nombreuses applications, venant ainsi en complément des techniques reposant sur la diffusion Raman ou Brillouin. L'aspect théorique de cette méthode dite OFDR Rayleigh a été analysé. Pour effectuer une mesure profilométrique il est nécessaire de déterminer simultanément deux informations : la distance physique allant de l’entrée de la fibre jusqu'au point où un paramètre physique à mesurer a été appliqué, et le paramètre physique proprement dit. Pour réaliser cette mesure un lien entre l'influence du paramètre d’influence et le changement d'indice du cœur de la fibre sous test doit être exploité. Il s’agit donc des sensibilités de mesure, mais aussi de l’influence de l’environnement sur le chemin optique parcouru, et donc sur la localisation précise des points de mesure. Ces différents aspects ont donc été analysés et rapportés dans le présent mémoire. Pour mettre en œuvre cette technique fréquentielle, et en particulier son traitement de signal, relativement complexe, deux méthodes différentes ont été proposées : la première dite « corrélationnelle » (mise en œuvre par « Luna Innovations » mais très peu documentée) et la méthode « tensorielle » proposée uniquement dans le cadre de la présente étude. Etant fondée sur les mesures répétitives des décalages spectraux induits par le paramètre physique à mesurer le long de la fibre, la méthode corrélationnelle est plus universelle, s’adressant à tous types de paramètres d’influence. Pourtant, elle s’avère moins précise du fait d'une erreur systématique dans le calcul des décalages spectraux. La méthode tensorielle, quant à elle, fournit un résultat plus précis, cependant elle n'est applicable que pour les mesures de déformations, puisque reposant sur l'effet élasto-optique dans le cœur de la fibre. Une procédure de traitement de signal a ensuite été élaborée pour les deux méthodes précitées, la corrélationnelle et la tensorielle. Les performances capacités de l'appareil dont nous disposons, Luna OBR 4600, ont également été montrées, tant en ce qui concerne les mesures de température que de déformations. Un banc expérimental mettant en œuvre cette méthode de mesure OFDR-Rayleigh a également été conçu est mis au point au laboratoire. Un logiciel de traitement des données a de fait été élaboré est réalisé. Ce programme a été testé à l'aide d'une simulation et grâce à l’utilisation des données brutes délivrées par l’appareil Luna OBR 4600. Plusieurs tests du programme de traitement des données brutes de cet instrument ont été réalisés. Les résultats de ces tests peuvent être considérés plutôt comme satisfaisants, étant globalement en bon accord avec les résultats fournis directement par l'instrument commercial OBR 4600. Au-delà, de nombreux exemples d'applications innovantes de la méthode Rayleigh OFDR ont été présentés et illustrés. Parmi ceux-ci, citons, le système de détection de fuites de sodium liquide pour la surveillance de fonctionnement des circuits de refroidissement des réacteurs de génération IV que nous avons élaboré, grâce à cette méthode Rayleigh OFDR, et un prototype industriel d'un tel système proposé. Enfin, l’analyse des points pouvant faire l’objet d’améliorations et/ou de marges de progrès a été menée, et est rapportée en fin de mémoire.
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Nguyen, Thanh Nam. "Étude de composants optiques à base de fibres optiques non-linéaires." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1E003.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse examine la possibilité d’utiliser des fibres microstructurées en verre de silice (FMS) et en verre de chalcogénure (FMC) pour des applications de régénération tout-optique à 40 Gbit/s. Les résultats originaux obtenus se situent sur les trois plans suivants : Premièrement, ce travail passe en revue plusieurs méthodes de résolution de l’équation non-linéaire de Schrödinger (ENLS) connues sous le nom de méthodes split-step Fourier (SSF) afin de modéliser la propagation non-linéaire dans une fibre optique. Pour trois de ces méthodes, des modifications de l’algorithme permettant d’augmenter l’efficacité de la méthode sont proposées. Ce travail présente également une nouvelle méthode SSF permettant de résoudre l’ENLS avec une précision choisie. Deuxièmement, ce travail présente, pour la première fois, les caractérisations optiques de fibres FMC et leur fort potentiel pour des applications non-linéaires. Des caractérisations de fibres FMS présentant notamment un gain Raman record sont également présentées. Une nouvelle méthode pour mesurer simultanément la dispersion et le coefficient non-linéaire de fibres, basée sur l’effet de compression soliton, est proposée. Enfin, ce travail propose un abaque pour le dimensionnement du régénérateur à 40 Gbit/s et étudie le rôle du pré-filtrage et le mécanisme de gigue temporelle introduite par le régénérateur. Ce travail propose également une nouvelle architecture de régénérateur à 40 Gbit/s afin d’éliminer des effets indésirable dans ce type du régénérateur tels que l’effet Brillouin et du mélange à quatre ondes intracanal. Son efficacité est démontrée au cours d’une expérience de régénération en boucle à recirculationThis work deals with the possibility of using silica holey fibres (SHF) and chalcogenide holey fibres (CHF) for applications in all-optical regeneration at 40 Gbit/s. The original results obtained during this work are arranged in three parts. Firstly, this work reviews several methods, known as the split-step Fourier (SSF) methods, to solve the non-linear Schrödinger equation (NLSE) in order to simulate nonlinear propagation in optical fibres. For three of these methods, modifications in their algorithms to increase their efficiency have been proposed. This work also presents a new SSF method which can solve the NLSE with a given accuracy. Secondly, this work presents, for the first time, the optical characterizations of CHF fibres and their strong potential for non-linear applications. The optical characterizations of SHF fibres, especially with a strong Raman gain, are also presented. A novel method, based on the effect of soliton compression, to measure simultaneously the dispersion and the nonlinear coefficient in an optical fibre, is also proposed. . Lastly, this work proposes an abacus for the dimensioning of the regenerator at 40 Gbit/s. It points out the role of pre-filtering and studies the mechanism of power-dependent-induced jitter introduced by the regenerator. This work proposes also a new architecture of regenerator at 40 Gbit/s, based on the use of a compressor which exploits self-phase modulation, to eliminate some undesirable effects such as Brillouin scattering and intra-channel four-wave mixing. The efficiency of the architecture is shown experimentally within a recirculating loop
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Bouhamri, Zine-Abidine. "Transmission multi-standards sur lien optique bas-coût." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957588.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous avons étudié un système complet d'antennes distribuées par voie optique pour déport de signaux radio suivant le principe de la radio sur fibre. La caractérisation du lien optique servant de base au système radio sur fibre, d'un point de vue composant et système via la transmission de standards radio a d'abord été effectuée. Nous avons montré par une nouvelle technique de caractérisation que l'élément non linéaire de notre chaîne de transmission pouvait se comporter de manière plus linéaire qu'attendue et faiblement impacter les standards radio transmis. Les standards choisis sont à enveloppe constante (GSM) et à enveloppe non constante (WLAN) pour mieux mettre en évidence les non-linéarités de la chaîne de transmission. Il est ainsi montré que les signaux à enveloppe non constante sont les signaux limitants et qu'en leur adjoignant un signal à enveloppe constante à faible puissance, la qualité de leur transmission n'est pas impactée. A partir de ces résultats expérimentaux, un algorithme de calcul de couvertures radio a été développé et appliqué à plusieurs scénarios de couverture intra-bâtiment. Notre étude montre que dans tous les cas, c'est la liaison montante, de l'utilisateur à la station centrale, qui est limitante puisque bien plus impactée par le bruit ajouté par la chaîne de transmission optique. Par suite, nous avons proposé une architecture de déploiement réseau originale de type bus pour laquelle nous montrons que malgré un coût de déploiement faible, il est possible d'atteindre des performances suffisantes pour assurer des couvertures au sein d'un réseau domestique. Enfin, ces résultats de simulation sur architecture bus sont confirmés par la réalisation d'un banc de test de type industriel permettant de confirmer par la mesure les résultats obtenus précédemment. Nous réalisons aussi un circuit radio passif permettant la séparation et recombination de plusieurs signaux (GSM et WLAN étudiés précédemment) de sorte que tous les éléments prouvant la réalisation et les mesures sur le système complet d'antennes distribuées sont à disposition et fonctionnels.
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Caillaud, Céline. "Élaborations et caractérisations de fibres optiques microstructurées en verres de chalcogénures pour le moyen infrarouge." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S062/document.
Full textAbstract:
Les verres de chalcogénures combinent plusieurs propriétés : une transparence étendue dans l’infrarouge, un indice de réfraction élevé (n>2) et de fortes propriétés non-linéaires. La réalisation de fibres optiques microstructurées (FOMs) permet d’exacerber les effets non-linéaires et notamment en faisant varier les paramètres optogéométriques des fibres (d et Λ). Ainsi, des fibres à propagation monomode peuvent être obtenues ou encore des fibres dont les applications potentielles concernent l’optique active avec la génération d’effets non-linéaires. La réalisation de telles fibres passent par la synthèse de verres de chalcogénures de haute pureté. Par conséquent, les bandes d’absorption limitant la transparence des fibres doivent être identifiées et limitées au maximum. Pour cela, le suivi et la qualification des éléments utilisés lors de la synthèse des verres doivent être entrepris. Un protocole de synthèse et de purification par traitements thermiques a été mis en place en ce sens. La technique pour élaborer les FOMs en verres de chalcogénures est le moulage. Elle consiste à couler un verre dans un moule entièrement réalisé en silice. Ce dernier présente la géométrie inverse de la fibre désirée. Cette méthode permet d’obtenir des géométries variées et reproductibles en passant par des fibres monomodes et multimodes avec des diamètres de cœur allant de 2 μm jusqu’à plus de 20 μm. La réalisation de sources infrarouges a été développée dans le manuscrit. Cela a été rendu possible dans un premier temps par la génération d’un supercontinuum à l’aide d’une fibre à cœur suspendu puis par la réalisation d’un laser à cascade quantique (QCL) couplé à une fibre monomode. De plus, une fibre à maintien de la polarisation (FMP) dans le moyen infrarouge, présentant une biréfringence de groupe de l’ordre de 10-3 a été élaborée grâce à l’évolution du moule de silice. De plus, un coupleur tout-optique, une fibre toute-solide et un faisceau de fibres infrarouges complètent les réalisations obtenues au cours de cette thèseChalcogenide glasses combine several properties : large transparency in the infrared range, a high refractive index (n>2) and strong non-linear properties. The realization of microstructured optical fibers (MOFs) exacerbates non-linear effects more particularly by varying the opto-geometrical parameters of the fibers (d and Λ). Thus, single-mode propagation can be obtained and also generation of non-linear effects. The realization of high purity chalcogenide glasses is needed. In fact, absorption bands limiting the transparency of the fibers must be identified and minimized. For this, monitoring and qualification of components used in the synthesis of glasses should be undertaken. A protocol of synthesis and purification by heat treatment was implemented in this direction. The technique to elaborate MOFs is the casting method. It consists of flowing a glass on a silica mold. The geometry is the negative shape of the desired fiber. This method allows the realization of multimode or single-mode fiber in the 1-10 μm window. The realization of infrared sources was developed in the manuscript. The generation of a supercontinuum with a suspended-core fiber has been presented and also by the realization of a quantum cascade laser (QCL) coupled into a singlemode fiber. In addition, a polarization-maintaining fiber (PMF) having a group birefringence of the order of 10-3 was developed through the evolution of the silica mold. In addition, an optical coupler, an all-solid fiber and an infrared bundle were achieved during this thesis
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Di, Bin Philippe. "Analyse modale théorique et expérimentale de composants à fibres optiques multimodes : étude d'un capteur de température à fibre optique." Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0211.
Full textAbstract:
Les composants a fibres optiques multimodes presentent des caracteristiques optiques dependant du contenu modal en ligne. Une premiere partie de notre etude porte sur le developpement de moyens theoriques et experimentaux d'evaluation du comportement modal de composants multimodes. La realisation d'un banc de mesures comportant une source modale selective a permis la caracterisation de connecteurs, de coupleurs et de composants reflectifs. Une nouvelle methode de mesure des excentrements entre les fibres d'une connexion est proposee. Les enseignements issus de l'analyse modale ont ete mis a profit pour la conception d'un capteur a fibre optique de type reflectif destine a la mesure analogique de la temperature. Sur une plage allant de 20c a +150c, la precision de ce capteur est de l'ordre de 1c. Il est adapte a un fonctionnement en reseau dans lequel les informations issues de chacun des points de mesures sont multiplexees temporellement
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N'Gadi, Lucien Yao. "Optimisation d'un réseau de communication par fibre optique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2008. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4797.
Full textAbstract:
Le présent travail concerne la modélisation d'un réseau de communication par fibre optique. Il s'agira de modéliser une topologie virtuelle prenant en compte les noeuds, les capacités de traitement aux noeuds, les exigences de qualité ainsi que les routes virtuelles ou successions de trajets sur lesquels sont embarqués les flux de données ou la matrice de trafic. Le modèle devra aussi tenir compte de divers paramètres (longueurs d'onde, modulations, type de routage, etc..). Nous utiliserons, après la modélisation en un programme linéaire mixte en nombres entiers (MILP), un ensemble de solveurs pour nous permettre d'apprécier les performances ainsi que les limites de la résolution sur ces différentes plates-formes au fur et à mesure que le problème croît. Un autre aspect du travail sera de faire le constat de la complexité de la programmation linéaire mixte en nombres entiers. Cela va d'ailleurs susciter le passage d'un MILP dit fort à un MILP dit faible. Un autre volet du travail sera la formalisation du MILP dit faible par une approche de décomposition structurée, prenant en compte la structure du modèle ainsi que des caractéristiques de certaines variables avec pour objectif ultime d'améliorer le processus d'optimisation.
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Bouslimani, Yassine. "Filtrage en longueur d'onde par fibre optique monomode." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES024.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans cette thèse est consacré au filtrage en longueur d'onde par fibre optique monomode. L'étude théorique est consacrée au phénomène de propagation dans des structures particulières de fibres optiques. Différentes approches sont présentées pour la résolution de l'équation de propagation. La simulation dans des structures biconiques par couplage de modes est effectuée pour une gaine finie en tenant compte de l'indépendance des variations des rayons du CuR et de la gaine. Les solutions des équations de couplage ont été calculées analytiquement et numériquement. La représentation tridimensionnelle de ces solutions a permis d'observer le comportement oscillatoire de la réponse spectrale en longueur d'onde. La fabrication des composants est effectuée en utilisant un laser CO2. Ceci a permis de réaliser des profils de biconiques de quelques centaines de micromètres de longueur avec une bonne maîtrise du procédé de fabrication. Les structures ainsi réalisées sont caractérisées et leurs réponses en longueur d'onde présentent des périodes d'oscillations faibles. Les filtres optiques en longueur d'onde ont été réalisées par trois techniques de filtrage utilisant les structures biconiques.
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Kotrotsios, Georges. "Etude et applications de la fibre optique bimodale." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0060.
Full textAbstract:
Les proprietes de la propagation et les caracteristiques du couplage des deux premiers modes guides d'une fibre optique de telecommunications standard font l'objet de la premiere partie de cette these. L'application de la theorie des modes couples dans le cas d'une fibre bimodale, soumise a des faibles perturbations, a abouti a une expression analytique du coefficient de couplage intermodal. La dependance spectrale de la puissance couplee d'un mode a l'autre a ete etudiee. Experimentalement un ensemble des methodes pour la mesure des caracteristiques de la propagation et du couplage a ete mis au point. Concernant la propagation les grandeurs suivantes sont mesurees: longueur de battement entre les modes, difference de vitesses de groupe, degenerescence du deuxieme mode, pertes differentielles par courbure et pertes differentielles de propagation. Concernant le couplage la dependance de la puissance couplee d'un mode a l'autre est mesuree comme fonction de l'amplitude de la perturbation, de la periode spatiale de la perturbation et de la longueur d'onde. Finalement la capacite des modes de maintenir leur identite -parametre h- est mesuree. Pour realiser ces mesures nous avons developpe un module separant spatialement les deux modes. Dans la deuxieme partie de cette these notre attention a ete orientee vers les applications des capteurs distribues. Accessoirement on a aborde le sujet de la transmission de l'information par fibre optique bimodale. En ce qui concerne les capteurs distribues, de nouvelles methodes de lecture de la position d'un evenement qui couple les deux modes ont ete proposees, soit dans la bande de base, soit par voie interferometrique. Le codage spectral de la position de la position d'un transducteur peut ameliorer la resolution spatiale du capteur distribue. Au sujet de l'utilisation de la fibre bimodale dans les reseaux locaux de l'information en optique coherente les causes de la degradation du signal sont discutees ; les limites de la transmission sont finalement etablies
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FISCHER, SYLVAIN. "Etude de la retrodiffusion de brillouin dans une fibre optique monomode. Application a un gyroscope a fibre optique a effet brillouin." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1995. http://www.theses.fr/1995STR13247.
Full textAbstract:
La retrodiffusion de brillouin dans une fibre optique monomode est simulee par ordinateur. L'influence des parametres geometriques et acoustiques de la fibre sur son spectre de lumiere retrodiffusee est analysee. La retrodiffusion de brillouin est utilisee pour developper un gyroscope optique resonant. Des modulateurs acousto-optiques sont introduits dans le systeme afin d'eviter l'effet lock-in du gyroscope
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Vedadi, A. "Etude et applications des amplificateurs paramétriques à fibre optique." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544865.
Full textAbstract:
Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font parti de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apporté par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 μm en utilisant des fibres à cristal photonique.
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Tahiri, Abdelmajid. "Nouveau concept d'une cuve photométrique utilisant le principe des fibres optiques liquides." Lille 2, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL20023.
Full text
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Ramos, Marie. "Etude du couplage entre une fibre optique unimodale et un guide d'onde en optique intégrée en vue de la réalisation d'un connecteur." Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4025.
Full textAbstract:
L'optique intégrée présente un intérêt croissant et la réalisation de composants tels que les capteurs pourra se développer plus largement s'il existe des moyens de connection avec les fibres optiques. C'est pourquoi, nous avons étudié le couplage à 1,3 micromètres entre les champs relativement bien adaptés d'une fibre optique unimodale standard et de différents guides d'onde de largeur limitée (sur substrat de verre, silicium et niobate de lithium). Nous avons choisi deux méthodes susceptibles de répondre au mieux aux exigences principales que requiert la fabrication industrielle d'un connecteur : l'efficacité (coefficient de couplage élevé), la reproductibilité et le bas cout. Il s'agit du couplage bout à bout et du couplage par l'intermédiaire d'une lentille sphérique de paramètre bien choisis (indice de réfraction élevé et faible dimension). La modélisation de ces deux systèmes puis une étude expérimentale approfondie ont permis de montrer que ces deux solutions étaient performantes et sensiblement équivalentes. Elles seront donc testées dans la réalisation d'un connecteur entre une fibre optique et un capteur en optique intégrée
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De, la Gorce Aliénor. "Manipulation des propriétés de cohérence spatio-temporelle de la lumière par mélange à deux ondes opto-numérique." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-03179767.
Full textAbstract:
La propagation de signaux optiques à travers des milieux diffusants ou multimodes est un problème largement étudié dans la communauté scientifique. De nombreuses études ont été conduites dans le but de développer des méthodes efficaces pour la reconstruction d'information après une propagation ayant modifié le contenu envoyé. De telles études font échos à de nombreux domaines d'applications, comme les télécommunications optiques ou l'endoscopie en biologie. Dans ce but, de nombreuses approches ont été envisagées dans les dernières années. Certaines s'appuient sur l'utilisation de cristaux photoréfractifs, de valves optiques, et de plus en plus largement sur des techniques d'holographie numérique basées sur l'utilisation de modulateurs spatiaux de lumière.Pendant ma thèse, j'ai développé une nouvelle approche sur l'étude et la manipulation des propriétés de cohérence spatio-temporelle d'un faisceau après propagation à travers un fibre multimode. Cette méthode s'appuie sur une interaction de mélange à deux onde opto-numérique, reposant sur l'utilisation combinée d'une caméra et d'un modulateur spatial de lumière. Cette étude découle d'expériences de mélange à deux ondes initialement réalisées dans des milieux photoréfractifs. Mais contrairement à ces expériences, les paramètres intervenant dans cette expérience ne sont pas soumis aux propriétés intrinsèques du matériau et permet ainsi une plus grande flexibilité quant à la manipulation des propriétés de cohérence spatio-temporelle du signalPropagation of optical signals through multimode scattering media is a very fundamental problem in physics. Many studies have been conducted in order to find efficient methods for the reconstruction of information from a scrambled content. Applications range from telecommunication information retrievement to biological endoscopy. In these goals, various approaches have been developed in the past few years. Some are based on two-wave mixing interaction in photorefractive crystals, others use light valves or numerical holography based on a spatial light modulator.During my PhD, I designed a new method for the study of spatio-temporal properties of optical information that has been scrambled through a multimode medium. This method relies on a digitally assisted two-wave mixing interaction based on a camera - Spatial light modulator combination. This study ensues from signal manipulation with a photorefractive crystal experiment. Besides, experimental parameters are not limited by the intrinsic properties of a crystal and allows much more flexibility on the light manipulation
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Apriyanto, Haris. "Study, analysis and experimental validation of fiber refractometers based on single-mode, multimode and photonic crystal fibers for refractive index measurements with application for the detection of methane." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0022.
Full textAbstract:
La mesure de l'indice de réfraction a été étudiée depuis qu'Ernest Abbé aie initialement conçu un réfractomètre en 1869, appelé le réfractomètre d'Abbé. Depuis lors, de nombreux réfractomètres ont été développés tels que le réfractomètre à prisme optique ainsi que le réfractomètre à fibre optique, en raison de leurs applications étendues pour la détection de divers paramètres physiques, biologiques et chimiques. Récemment, un grand nombre de chercheurs ont mis au point des réfractomètres basés sur des fibres optiques, exploitant des mécanismes tels que la résonance des plasmons de surface (SPR), les interférences multimodes, les fibres à réseaux de Bragg (FBG), les fibres à réseaux à longues périodes (LPG), les fibres optiques coniques et la fibre multimode à gaine dénudée. Les capteurs fibrés sont avantageux grâce à leur immunité contre les interférences électromagnétiques, passivité électrique au niveau de la sonde de détection et potentiel de mesure in situ à long terme. Cette thèse concerne le développement de modèles complets fonctionnels et précis pour les réfractomètres à fibres optiques basés sur la modulation d'intensité optique, en particulier la réfractométrie à fibre multimode à gaine dénudée ainsi que les systèmes hybrides associant fibres monomode et multimode, et un réfractomètre hybride tout fibré utilisant des fibres à cristaux photoniques. L'objectif clé de ce travail est de caractériser les performances de ces réfractomètres à fibres optiques basés sur la modulation d'intensité en termes de réponse en puissance, de sensibilité, de résolution et de dynamique de mesure. Les résultats de simulation qui sont corroborés expérimentalement démontrent que la très grande sensibilité obtenue dans la zone II (c'est-à-dire le régime de détection typiquement utilisé pour mesurer l'indice du milieu supérieur à l'indice de gaine mais inférieur ou égal à l'indice du coeur) pour tous les trois réfractomètres. Cependant, la sensibilité dans la Zone (c’est-à-dire le régime de détection pour lequel l’indice du milieu à mesurer est supérieur à celui du coeur) est très faible. Ainsi, un refractomètre fibré hybride monomode-multimode est utilisé pour améliorer la sensibilité dans la Zone III. D'autre part, la sensibilité pour la zone I (c'est-à-dire le régime de détection pour mesurer l’indice du milieu inférieur à l'indice de la gaine) a été améliorée en augmentant l'absorption des ondes évanescentes à l'aide du réfractomètre hybride tout fibré à base de fibres à cristaux photoniques à coeur solide. En termes d'application réelle du réfractomètre à fibre pour la détection biochimique, une preuve de concept pour un capteur du gaz méthane a été démontrée en utilisant les supramolécules de cryptophane-A qui permettent de piéger les molécules du méthane. Le cryptophane-A incorporé dans un film hôte à base de styrène acrylonitrile (SAN) est appliqué sur la zone dénudée du capteur comme une région fonctionnalisée. L'indice de réfraction de cette couche sensible augmente proportionnellement avec l'augmentation de la concentration du méthane, ce qui induit une variation de la puissance optique transmise dans le capteur fibréRefractive index measurement has been studied since Ernest Abbé initially designed a refractometer in 1869, which is named the Abbé refractometer. Since then, numerous types of refractometers have been developed by employing either the optical prism-based refractometer or the optical fiber-based refractometer, due to their wide-ranging applications such as for sensingvarious physical, biological and chemical parameters. Recently, a large number of researchers have been developing refractometers based on optical fibers, exploiting mechanisms such as surface plasmon resonance (SPR), multimode interference, fiber Bragg gratings (FBG), long period gratings (LPG), tapered optical fibers, and striped-cladding multimode fibers (MMF), for their advantages in immunity against electromagnetic interference, electrical passivity at the sensing probe, and capability to long term in-situ measurement. This thesis concerns the development of comprehensively functional and accurate models for optical fiber refractometers based on optical intensity modulation, in particular for stripped-cladding MMF refractometry as well as hybrid systems involving a combination of single-mode-multimode fiber refractometery and the all-fiber hybrid refractometer using photonic crystal fibers. A key objective of this work is to characterize the performance of these intensity-based optical fiber refractometers in terms of their power response, sensitivity, resolution, and dynamic range. The simulation results which are corroborated experimentally demonstrate very high sensitivity being obtained in Zone II (i.e. the sensing regime typically employed for measuring a sensing medium index higher than the cladding index but less than or equal to the core index) for all three types of refractometers. However, the sensitivity in Zone III (i.e. the sensing regime for which the sensing medium index is higher than the core index) is very low. A hybrid single-mode fiber - multimode fiber configuration is used to improve the sensitivity in Zone III. On other hand, the sensitivity for Zone I (i.e. the sensing regime typically employed for measuring a sensing medium index lower than the cladding index) has been improved by increasing evanescent wave absorption using the all-fiber hybrid refractometer based on solid-core photonic crystal fibers. As a further potential of the fiber refractometer for applications in biochemical sensing, the proof-of-concept for a methane gas sensor has been demonstrated using supramolecular cryptophane-A which enables to trap the methane molecules. Cryptophane-A incorporated into a functionalized film of StyreneAcrylonitrile (SAN) host is applied to a de-cladded region of the sensor as the sensitive region. The refractive index of this functionalized layer increases proportionally with increasing methane concentration, subsequently inducing variations in the transmitted optical power along the fiber sensor
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Beugnot, Jean-Charles. "La diffusion Brillouin dans les fibres optiques microstructurées." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00296632.
Full textAbstract:
La diffusion Brillouin stimulée (DBS), résultant d'une interaction acousto-optique, est connue pour limiter la puissance transmise dans une fibre optique, mais sa grande sensibilité aux conditions extérieures la rend très intéressante dans le domaine des capteurs distribués. La nouvelle génération de fibres optiques microstructurées, apparue à la fin des années 90, présente un potentiel intéressant pour les interactions acousto-optiques car la succession périodique de micro canaux d'air emprisonnés dans la silice permet de confiner simultanément les modes optiques et acoustiques. A travers différentes expériences, ce travail de doctorat présente une étude détaillée de l'influence de la microstructure air-silice sur la dynamique de l'effet Brillouin tant dans la dimension transverse que longitudinale de la fibre photonique. Nous avons ainsi mis en évidence l'excitation de modes acoustiques transverses localisés dans le coeur de la fibre et piégés par la microstructure, à des fréquences hypersonores dépassant parfois le GHz, en bon accord avec le calcul numérique par élément finis des modes acoustiques de la fibre. De plus, les mesures du spectre de rétrodiffusion Brillouin stimulée ont également révélé le caractère acoustique multimode ainsi que l'augmentation significative du seuil Brillouin dans la plupart des fibres étudiées. Ces résultats ont été confirmés par des mesures distribuées du spectre Brillouin, qui ont montré la grande sensibilité aux contraintes mécaniques des fréquences Brillouin. En annexe à cette thèse, nous avons étudié la génération de supercontinuum, la diffusion Raman et le mélange à quatre ondes dans de courtes longueurs de fibres microstructurées.
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Ravaille, Alexia. "Gyromètre optique basé sur une cavité résonante passive en fibre à cœur creux." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS411/document.
Full textAbstract:
Dans ce manuscrit, nous rapportons les développements, théoriques et expérimentaux, en cours à TRT ainsi qu’à TAV et au LAC, visant la réalisation d’un gyromètre résonant passif en fibre optique à cœur creux atteignant des performances permettant la navigation inertielle. Nous y décrivons mathématiquement l’effet Sagnac, effet relativiste à la base des mesures optiques dans les gyromètres. Ensuite, nous exposons en détail les méthodes utilisées à ce jour pour mesurer des rotations avec des gyromètres passifs par les différentes équipes de recherches. Nous explicitons les limitations de ces méthodes, et en quoi la fibre optique à cœur creux semble être la solution la plus prometteuse pour pallier les défauts des gyromètres passifs résonants actuels. Une partie de cette thèse est alors consacrée à l’étude des propriétés physiques des fibres à cœur creux (Kagomé et bande interdite photonique), telles que leur atténuation, leur capacité à maintenir la polarisation, et leur rétrodiffusion. Nous présentons la première mesure de zone aveugle (plage de faibles vitesses de rotations non mesurables par un gyromètre) dans un gyromètre résonant passif en fibre à cœur creux. Un modèle mathématique est posé pour expliquer le lien entre cette zone aveugle et la rétrodiffusion au sein de la cavité résonante. Nous décrivons ensuite un protocole expérimental permettant de s’affranchir de cette limitation dans notre gyromètre. Nous détaillons enfin la mise en œuvre de ce protocole et caractérisons les performances ainsi atteintes par notre gyromètreIn this manuscript, we report the theoretical and experimental developments at TRT, TAV and LAC, aiming the realization of a hollow-core passive resonant fiber optical gyroscope that can achieve navigation grade performances. We mathematically describe the Sagnac effect, which is a relativistic effect used to optically probe mechanical rotations. Then, we detail the state of the art in passive resonant fiber optical gyroscope development. We identify their limitations, and explain why the hollow core fiber seems to be the best solution to cope with the actual limitations of such gyroscopes. We then focus on two different types of hollow core fibers: Kagome and photonic bandgap. We evaluate their performances in terms of transmission, polarization holding and backscattering. We describe the first measurement of a lock in region in a hollow core fiber passive optical gyroscope, i.e the range of rotation rates that cannot be measured because of backscattering. A mathematical model is propounded to link the lock in to the backscattering of the cavity. We then discuss the experimental protocol that we implemented to circumvent this limitation. Finally, we characterize the performances of our gyroscope based on these features
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Mahieuxe, Bruno. "Capteurs à fibre optique pour le dosage des nitrates." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL046N.
Full textAbstract:
Les capteurs à fibre(s) optique(s) trouvent de nombreuses applications dans la surveillance de l'environnement et particulièrement pour le contrôle continu et in situ de substances polluantes. Étant donné la toxicité des nitrates et des nitrites, l'objectif de ce travail a été de développer des capteurs chimiques à fibre optique fondés sur la fluorescence de composés sensibles spécifiquement à ces anions, la fluorimétrie étant généralement décrite comme une méthode permettant l'analyse de substances à l'état de traces, de l'ordre du ppm, voire du ppb. L'élaboration d'optodes actives à nécessité plusieurs étapes: le choix d'un indicateur fluorescent sensible aux polluants: la fluorescéine pour les nitrates, le 2,3-diaminonaphtalene ou la 4-aminofluoresceine pour les nitrites, l'étude, en phase homogène, des dosages fluorimétriques des nitrates et des nitrites et notamment de leur sensibilité, le développement de techniques d'immobilisation, par liaison covalente, de l'indicateur à l'extrémité de fibres optiques de différentes natures (en silice ou en polystyrène), la caractérisation des optodes: densité du greffage, stabilité dans le milieu d'analyse, la mise au point de systèmes optiques permettant la mesure qualitative et quantitative de la fluorescence des optodes. Ainsi, des optodes en silice, appliquées au dosage des nitrates, ont pu être élaborées, leur réponse étant linéaire pour des concentrations en nitrates comprises entre 2 10^-6 et 10^-5 mol. L-1 (soit entre 0,12 et 0,62 mg NO3-. L-1 dans le milieu d'analyse). Pour les nitrites, le greffage covalent sur les fibres n'a pu être abordé, néanmoins des solutions ont été proposées
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Duhant, Mathieu. "Etude des sources supercontinuum à fibres transparentes dans le moyen infrarouge." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00833949.
Full textAbstract:
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
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Doyennette, Laetitia. "Dispositifs unipolaires nitrures pour les télécommunications par fibre optique." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112013.
Full text
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Vedadi, Armand. "Etude et applications des amplificateurs paramétriques à fibre optique." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2069.
Full textAbstract:
Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font partie de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apportés par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 ~m en utilisant des fibres à cristal photoniqueOver the past few years fibre optical parametric amplifiers (FOPA) have shown potential for many practical applications and permitted significant progress for future ultra high-bit-rate telecommunication systems, as the fundamental mechanism allows for a significant enhancement of the transmission bandwidth with respect to other optical amplifiers. In particular, dual-pump FOPA has proven to be the most efficient way for flat and wide gain bandwidth. The thesis provides a comprehensive review of the different physical mechanisms for parametric amplification and gives a detailed theoretical and experimental study of two-pump FOPAs. In particular, we focus on the signal distortion and spectral broadening induced by the phase modulation of the pumps, needed for suppressing the backward stimulated Brillouin scattering. We theoretically show that both the signal gain distortion and idler spectral broadening can fully suppressed when using counter-phase modulation of the two pump waves. We then report the fabrication of an integrated LiNbO3 y -junction synchronized double phase modulator fully packaged for RF-application up to 40 GHz. This optical modulator allows for delivering simultaneously counter-phase high- speed modulation and coupling for two input channels. It was designed for application to fibre-optical parametric amplifier and wavelength converters for suppressing idler spectral broadening and signal gain distortion caused by phase modulation itself. With this component, Idler spectral broadening suppression is experimentally demonstrated over ail the parametric gain band of a two-pump parametric amplifier operating in the 1. 55 5 [micron] region. We then report the experimental observation of the parametric gain mapping along an optical fibre, using the so-called Brillouin optical rime domain analysis. This method, developed in collaboration with the EPFL in Switzerland, allows us to observe for the first time both the effect of pump depletion and of the dispersion longitudinal fluctuations. Finally, the last part of the manuscript deals with a theoretical study of a parametric amplifier operating at 1 ~m for optical pulse replication in collaboration with the CEA in Bordeaux
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Duval, Simon. "Laser femtoseconde à fibre optique émettant dans l'infrarouge moyen." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37364.
Full textAbstract:
Le développement de lasers émettant dans l’infrarouge moyen, une région spectrale où l’onretrouve les résonances fondamentales de la plupart des molécules sur terre, est certainementl’une des avenues les plus prometteuses en science laser. La démocratisation de ce type delaser est toutefois nécessaire afin d’exploiter leur énorme potentiel applicatif en santé, enenvironnement, en industrie et en recherche. En raison de leur simplicité, leur robustesse, leurfiabilité et leurs performances optiques inégalées, les lasers à base de fibres optiques sont parmiles candidats les mieux adaptés pour réaliser ce virage technologique vers l’infrarouge moyen.Dans le cadre de ce projet de doctorat, le premier laser à fibre optique émettant des impulsionsfemtoseconde dans l’infrarouge moyen a été réalisé. Ce laser à grande valeur ajoutée offredes propriétés temporelles, spectrales et spatiales exceptionnelles qui ouvrent la voie à denombreuses applications en spectroscopie et en interaction laser-matière.La conception, l’optimisation et l’étude théorique du laser femtoseconde émettant à 2.8μm sontprésentées aux chapitres 1 et 2 ainsi qu’à l’annexe B. La génération d’impulsions ultrabrèvesavec ce laser est basée sur la synchronisation modale passive par rotation non linéaire de lapolarisation dans une fibre de verre fluoré dopée à l’erbium. Des impulsions de durée inférieureà 300 fs, dont la puissance crête estimée est supérieure à 20 kW, ont été obtenues à partir decet oscillateur.La deuxième partie de cette thèse (chapitres 3 et 4) présente la conception et l’étude théoriquepar simulations numériques d’un amplificateur à fibre optique externe permettant d’améliorerles performances de l’oscillateur présenté dans les chapitres précédents. Cet amplificateuremployant un seul segment de fibre de verre fluoré dopé à l’erbium permet d’amplifier lesimpulsions à des puissances crêtes de plus de 200 kW. Grâce au processus d’auto décalagespectral du soliton dans cet amplificateur, la longueur d’onde centrale des impulsions amplifiéespeut être accordée de 2.8 à 3.6μm. Ce système laser femtoseconde accordable dans l’infrarougemoyen, qui constitue une avancée majeure, peut être simplifié et amélioré davantage en plusd’être adapté à plusieurs autres transitions laser dans l’infrarouge moyen. Ces travaux ouvrentla voie à l’émergence de nouvelles applications autrefois difficilement réalisables en rechercheet en industrie.The development of lasers emitting in the mid-infrared, a spectral region where the funda-mental resonances of several molecules are found, is one of the most promising avenues in laserscience. However, the democratization of these coherent light sources is required for enablingbreakthrough applications in healthcare, environment, industry and research. Thanks to theirsimplicity, robustness, reliability and their unequaled optical performances, fiber lasers are thecandidates of choice for enabling this technological shift toward the mid-infrared.In this project, the first femtosecond fiber laser emitting in the mid-infrared was realized. Thishigh added-value laser offers exceptionnal temporal, spectral and spatial properties that pavethe way for several applications in spectroscopy and laser-matter interaction.The design, optimization and theoretical study of this femtosecond laser cavity emitting at 2.8μm are presented in chapters 1 and 2 as well as in appendix B. The generation of ultrashortpulses in this laser relies on a mode-locking technique based on nonlinear polarization evolutionof the signal propagating inside an erbium-doped fluoride fiber. Pulses with durations below300 fs and estimated peak powers above 20 kW were directly generated from this oscillator.The second part of this thesis (chapters 3 and 4) presents the design and numerical studyof an external fiber amplifier that significantly improves the performances of the oscillator.This amplifier that uses only one segment of erbium-doped fluorozirconate fiber enables thegeneration of ultrashort pulses with peak powers above 200 kW. Due to the soliton self-frequency shift process occuring inside the amplifier, the central wavelength of the outputpulses can be tuned from 2.8 to 3.6μm. This tunable femtosecond system in the mid-infraredcan be further simplified and improved and can also be adapted to other novel laser transitionsin the mid-infrared. This work paves the way for new applications to emerge both in thescientific and the industrial worlds.
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Lemire, Louis. "Étalonnage statique d'un système de mesure à fibre optique." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1994. http://depot-e.uqtr.ca/5133/1/000617391.pdf.
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Boudrioua, Nassima. "Etude et optimisation d'une chaîne de transmission numérique par voie optique : vers une compensation électronique des effets de la PMD." Thesis, Metz, 2007. http://www.theses.fr/2007METZ024S/document.
Full textAbstract:
L'évolution de la transmission des données par fibre optique s'est accélérée ces dernières années. Le besoin de transmettre des débits plus élevés (aujourd'hui supérieurs ou égaux à 40 Gb/s) sur des longueurs de transmission de plus en plus grandes ne cesse de croître. Malheureusement la sensibilité aux défauts de propagation augmente avec le débit, que ce soit pour les effets linéaires dus à la dispersion chromatique (CD) et à la dispersion de mode de polarisation (PMD - polarization- mode dispersion) de la fibre, ou les effets non linéaires essentiellement induits par l'effet Kerr (variation de l'indice de réfraction en fonction de l'intensité lumineuse). Dans ce contexte, ce travail de thèse rapporte l'étude des effets de la CD et de la PMD sur les transmissions hauts débits. En outre, la PMD est identifiée aujourd'hui comme la principale source de limitation de la bande passante et de la capacité de transmission autorisées sur une fibre. Par ailleurs, la biréfringence dans les fibres optiques représente la cause principale de la dispersion de mode de polarisation (PMD).Dans ce travail, nous nous sommes focalisés plus particulièrement sur l'étude des effets de la température sur la PMD dans les fibres monomodes standards (SMF) correspondant à la spécification ITU-G.652 utilisées dans les réseaux de transmission longues distances. En tenant compte de l'ellipticité du cœur de la fibre, la variation de la PMD en fonction de la température est étudiée à travers l'évolution de la biréfringence en fonction du paramètre V de la fibre pour différentes températures. Ce travail de thèse ouvre la voie pour développer une architecture permettant de compenser la PMD par traitement numérique du signal. L'idée sous jacente est de remplacer une technologie coûteuse (composants optiques) par une architecture numérique à faible coût, et plus universelle. Les travaux en cours sur la compensation de la PMD par voie électronique sont encourageants et semblent très prometteurs à court termeThe evolution of optical fibre transmissions accelerated these last years. The need to transmit high bit rates (today equal to or higher than 40 Gb/s) over increasingly large lengths of transmission is constantly growing. Unfortunately, the sensitivity of propagation to defects increases with the bit rate. These effects are related to chromatic dispersion CD, polarization mode dispersion PMD, or to nonlinear effects primarily induced by the effect Kerr (dependence of the index of refraction of fibre of the light intensity). In this context, this work focuses on the study of the effects of CD and the PMD on the optical transmissions. Moreover, the PMD is identified today as the principal source of limitation in high bit rate transmissions. In addition to that, birefringence in optical fibres represents the principal cause of PMD. In this work, we particularly focused on the study of the effects of the temperature on the PMD in monomode standards fibres (SMF) corresponding to specification ITU-G.652 used in the optical networks. By taking into account of the ellipticity of the fibre, the variation of the PMD according to the temperature is studied through the evolution of birefringence according to the parameter V of fibre for various temperatures. This work of thesis opens the way to develop an architecture making it possible to compensate for the PMD by digital signal processing. The main idea is to replace an expensive technology (optical components) by a numerical architecture at low cost, and more universal. The works in progress on the compensation of the PMD by electronic way are encouraging and seem very promising at short-term
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Decombe, Jean-Baptiste. "Développement et application d’une pince optique à fibres nano-structurées." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY035/document.
Full textAbstract:
Les pinces optiques permettent de piéger et de manipuler des objets sans contact physique avec de la lumière et ce avec une extrême précision. Son caractère non-invasif et non-destructif en fait un outil idéal pour des applications dans des domaines tels que la biophysique et la médecine. La pince optique conventionnelle utilise un faisceau lumineux fortement focalisé par un objectif de microscope.La fibre optique est un composant très intéressant dans ce domaine puisqu'elle permet de guider la lumière et de piéger optiquement des objets sans l'utilisation de composants optiques encombrants et en limitant des étapes d'alignement. Elle donne ainsi une grande flexibilité et compacité aux pinces optiques.Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été de développer une pince optique à deux fibres nano-structurées dans le but de piéger des particules de taille micro et nanométrique.Notre pince est constituée de deux fibres optiques gravées chimiquement en forme de pointe et positionnées en vis-à-vis à des distances typiques de 20 nm à 20 µm. Cette configuration à deux faisceaux contra-propagatifs permet d'annuler la pression de radiation de la lumière. Elle a l'avantage d'obtenir un piégeage efficace pour des intensités lumineuses relativement faibles. En outre, les faisceaux ne doivent pas nécessairement être fortement focalisés. Notre dispositif présente une grande souplesse grâce au contrôle in-situ de la position des fibres, l'injection de la lumière dans les fibres et la manipulation de particules individuelles sans aucun substrat.Au cours de ces travaux, nous avons démontré expérimentalement le piégeage stable et reproductible d'une ou plusieurs particules en suspension. Divers types de particules diélectriques ont été piégées, allant de la particule en polystyrène d'un micromètre à des particules luminescentes de YAG:Ce mesurant 60 nm de diamètre. Ces dernières ont été élaborées et optimisées spécifiquement pour le piégeage optique lors de ces travaux.Nous avons également mesuré les forces optiques appliquées aux particules piégées en analysant leur mouvement Brownien résiduel. Nous avons démontré que le potentiel de piégeage était harmonique, nous permettant de définir la constante de raideur optique.Enfin nous avons démontré qu'en modifiant la forme du faisceau optique d'émission, il était possible d'améliorer certaines caractéristiques de la pince. D'une part, les faisceaux quasi-Bessel qui sont très peu divergents nous ont permis de réaliser un piégeage stable et efficace à grande distance.D'autre part, l'utilisation de pointes métallisées permet de confiner le champ et d'améliorer les forces optiques tout en diminuant l'intensité lumineuse. Nous avons mis en évidence le couplage en champ proche entre deux pointes métallisées qui ont été spécialement élaborées pour la pince. Ces derniers résultats ouvrent des perspectives encourageantes pour le développement d'une pince plasmonique fonctionnant en champ proche qui est particulièrement bien adaptée pour le piégeage de nanoparticulesOptical tweezers allow to trap and manipulate objects without any mechanical contact with light and with an extreme accuracy. This non-invasive and non-destructive technique is of large interest in many scientific domains such as biophysics and medicine. Conventional optical tweezers use a laser beam which is strongly focalised by a microscope objective.The use of optical fibers attracts increasing attention as highly flexible and compact tools for particle trapping. Fiber-based optical tweezers do not require bulky optics and require only little alignments.In this context, the objective of this thesis was to develop a dual fiber nano-tip optical tweezers in order to trap particles with micro and nano-meter sizes. Our tweezers consist of two chemically etched optical fiber tips placed in front of each other with typical gaps from 20~nm to 20~µm. This dual contra-propagative beams configuration allow to cancel light radiation pressure. Efficient trapping can thus be obtained at relative low light intensities. Moreover, strong focusing is not required. Our device present an high flexibility due to in situ optimization and control of the fibre positions and individual particle manipulation without any substrate.During our work, we experimentally demonstrated stable and reproducible trapping of one or several particles in suspension. Various dielectric particles were trapped, from one micrometer polystyrene beads to luminescent YAG:Ce particles with diameters down to 60~nm. During this thesis, the latter were specifically elaborated and optimized for the optical trapping. We also measured optical forces applied to trapped particles by analysing their residual Brownian motion. We showed the trapping potential is of harmonic shape, allowing to define its optical stiffness.vspace{10pt}Finally, by modifying the emitted optical beam shape, we were able to improve specific tweezers characteristics. On one hand, nondiffracting quasi-Bessel beams allow us to get a stable trapping at large fiber-to-fiber distances.On the other hand, the use of metallised fiber tips allows to improve the beam confinement and enhance optical forces while reducing light intensity. We proved the near-field coupling between two metallised tips which were especially elaborated in this work. Those last results open promising perspectives for the development of plasmonic tweezers working in the near-field, which are especially well adapted for nano-particles trapping
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Archenault, Martial. "Etude et réalisation d'un réfractomètre automatique et d'un capteur chimique intrinsèque à fibre optique multimodale." Saint-Etienne, 1992. http://www.theses.fr/1992STET4009.
Full textAbstract:
La thèse porte sur l'étude et la réalisation de deux appareils de mesure qui ont pour principe commun la relation entre la puissance lumineuse propagée par une fibre optique et la valeur de l'indice de réfraction du milieu faisant office de gaine. Après une brève étude bibliographique, le modèle physique, basé sur l'optique géométrique, et le principe de mesures des deux appareils sont exposés. Le montage et le fonctionnement du réfractomètre sont ensuite décrits. Sur une plage d'indice (1,40-1,46), le réfractomètre peut déterminer une valeur inconnue d'indice avec une précision de 110##4. Après les rappels sur la signification physico-chimique de l'indice de réfraction, il est montré comment le capteur à variation d'indice peut être utilisé comme capteur chimique en milieu liquide. Le problème de l'atténuation de la sensibilité du capteur aux contraintes mécaniques et aux fluctuations de température est ensuite traité. La description de la maquette réalisée au laboratoire précède la caractérisation du capteur. Dans les meilleures conditions, cet appareil simple peut mesurer les variations d'indice proches de 110##-. La dernière partie donne plusieurs exemples de détections de vapeurs qui ont été réalisées avec ce capteur. L'absorption du gaz à détecter provoque une variation d'indice de la gaine optique de la fibre. Les détections de méthane obtenues à l'aide de gaines constituées de polyoxyéthylène sont interprétées. La fin du chapitre montre l'intérêt du choix des hétéropolysiloxanes comme gaines sensibles
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Dobremez, Vincent. "Convergence des techniques de transmission fibre optique et radio MIMO haut débit." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952292.
Full textAbstract:
Pour répondre à l'accroissement de la demande en bande passante, de nouveaux réseaux optiques sont mis en place. Ce déploiement s'accompagne de la mise en service de nouveaux standards de fibres optiques, ce qui pose la question de l'utilisation et de la mise en valeur du réseau fibré existant, et notamment des fibres multimodes déjà installées, rapidement vouées à l'obsolescence. On cherche ainsi à mettre à profit la diversité spatiale que procure la nature multimode des ces fibres, via une analogie avec le domaine radiofréquences. L'utilisation des techniques MIMO, largement répandue dans le contexte de transmission radiofréquences, peut constituer une solution à cette amélioration nécessaire de la capacité de transmission de ces fibres optiques multimodes. Ce travail de thèse s'intéresse donc à l'étude et à la transposition des techniques MIMO dans le cadre de transmissions sur fibre optique et aux enjeux et défis associés. La transmission de signaux OFDM via un schéma de transmission SIMO optique permet de démontrer l'intérêt de la transposition des techniques MIMO à l'optique et la faisabilité de tels dispositifs.
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Zaldivar-Huerta, Ignacio. "Transmission sur une sous porteuse micro-onde dans une fibre dispersive à l'aide d'une diode laser multimode." Besançon, 2001. http://www.theses.fr/2001BESA2023.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a été réalisé en collaboration entre le laboratoire d'optique P. M. Duffieux de l'Université de Franche-Comté et l'instituto Nacional de Astrofisica, Optica y Electronica au Mexique. Il a été soutenu par le comité ECOS-Nord en France et par l'ANUIES au Mexique. Ce travail s'inscrit dans le cadre des recherches effectuées sur les réseaux locaux utilisant la transmission sur fibre optique et la transmission hertzienne. L'objectif est la transmission dans une fibre optique dispersive d'un signal codé sur une sous-porteuse micro-onde en utilisant une diode laser multimode. Nous présentons l'organisation du réseau de télécommunications et la place occupée par la fibre optique. Nous faisons un état de l'art des différents travaux visant à transmettre ou filtrer des micro-ondes avec des fibres optiques. Nous présentons les phénomènes physiques liés à la propagation des signaux dans les fibres optiques. Nous nous intéressons plus particulièrement au phénomène de la dispersion chromatique. . .
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Boudrioua, Nassima. "Etude et optimisation d'une chaîne de transmission numérique par voie optique : vers une compensation électronique des effets de la PMD." Electronic Thesis or Diss., Metz, 2007. http://www.theses.fr/2007METZ024S.
Full textAbstract:
L'évolution de la transmission des données par fibre optique s'est accélérée ces dernières années. Le besoin de transmettre des débits plus élevés (aujourd'hui supérieurs ou égaux à 40 Gb/s) sur des longueurs de transmission de plus en plus grandes ne cesse de croître. Malheureusement la sensibilité aux défauts de propagation augmente avec le débit, que ce soit pour les effets linéaires dus à la dispersion chromatique (CD) et à la dispersion de mode de polarisation (PMD - polarization- mode dispersion) de la fibre, ou les effets non linéaires essentiellement induits par l'effet Kerr (variation de l'indice de réfraction en fonction de l'intensité lumineuse). Dans ce contexte, ce travail de thèse rapporte l'étude des effets de la CD et de la PMD sur les transmissions hauts débits. En outre, la PMD est identifiée aujourd'hui comme la principale source de limitation de la bande passante et de la capacité de transmission autorisées sur une fibre. Par ailleurs, la biréfringence dans les fibres optiques représente la cause principale de la dispersion de mode de polarisation (PMD).Dans ce travail, nous nous sommes focalisés plus particulièrement sur l'étude des effets de la température sur la PMD dans les fibres monomodes standards (SMF) correspondant à la spécification ITU-G.652 utilisées dans les réseaux de transmission longues distances. En tenant compte de l'ellipticité du cœur de la fibre, la variation de la PMD en fonction de la température est étudiée à travers l'évolution de la biréfringence en fonction du paramètre V de la fibre pour différentes températures. Ce travail de thèse ouvre la voie pour développer une architecture permettant de compenser la PMD par traitement numérique du signal. L'idée sous jacente est de remplacer une technologie coûteuse (composants optiques) par une architecture numérique à faible coût, et plus universelle. Les travaux en cours sur la compensation de la PMD par voie électronique sont encourageants et semblent très prometteurs à court termeThe evolution of optical fibre transmissions accelerated these last years. The need to transmit high bit rates (today equal to or higher than 40 Gb/s) over increasingly large lengths of transmission is constantly growing. Unfortunately, the sensitivity of propagation to defects increases with the bit rate. These effects are related to chromatic dispersion CD, polarization mode dispersion PMD, or to nonlinear effects primarily induced by the effect Kerr (dependence of the index of refraction of fibre of the light intensity). In this context, this work focuses on the study of the effects of CD and the PMD on the optical transmissions. Moreover, the PMD is identified today as the principal source of limitation in high bit rate transmissions. In addition to that, birefringence in optical fibres represents the principal cause of PMD. In this work, we particularly focused on the study of the effects of the temperature on the PMD in monomode standards fibres (SMF) corresponding to specification ITU-G.652 used in the optical networks. By taking into account of the ellipticity of the fibre, the variation of the PMD according to the temperature is studied through the evolution of birefringence according to the parameter V of fibre for various temperatures. This work of thesis opens the way to develop an architecture making it possible to compensate for the PMD by digital signal processing. The main idea is to replace an expensive technology (optical components) by a numerical architecture at low cost, and more universal. The works in progress on the compensation of the PMD by electronic way are encouraging and seem very promising at short-term
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Brichard, Benoît. "Systèmes à fibres optiques pour infrastructures nucléaires : du durcissement aux radiations à l'application." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20182.
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Nguyen, Thanh Nam. "Etude de composants optiques à base de fibres optiques non-linéaires." Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00365863.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse examine la possibilité d'utiliser de nouvelles fibres optiques fortement non-linéaires pour des applications de régénération tout-optique à 40 Gbit/s. Les fibres optiques étudiées sont des fibres optiques microstructurées en verre de silice et en verre de chalcogénure fabriquées dans le cadre d'une collaboration avec la Plate-forme d'Etudes et de Recherche sur les Fibres Optiques Spéciales (PERFOS, Lannion) et l'Equipe Verres et Céramiques (EVC) de l'UMR Sciences Chimiques de Rennes. Le régénérateur optique étudié est le régénérateur proposé par P.V. Mamyshev, basé sur le phénomène d'automodulation de phase dans une fibre optique non-linéaire. Les résultats originaux obtenus lors de ce travail de thèse se situent sur les trois plans suivants : la modélisation de la propagation non-linéaire dans les fibres optiques, la caractérisation de fibres optiques non linéaires et l'étude d'un régénérateur tout-optique à 40 Gbit/s. En ce qui concerne la modélisation de la propagation non-linéaire, ce travail passe en revue plusieurs méthodes de résolution de l'équation non-linéaire de Schrödinger (ENLS) connues sous le nom de méthodes split-step Fourier. Pour trois de ces méthodes, une modification astucieuse de l'algorithme de résolution numérique de l'ENLS permettant d'augmenter l'efficacité de la méthode est proposée. Ce travail présente également une nouvelle méthode split-step Fourier permettant de résoudre l'ENLS avec une précision choisie.
Pour la partie concernant la caractérisation de fibres optiques non-linéaires, ce travail présente, pour la première fois, les caractérisations optiques de fibres optiques microstructurées en verre de chalcogénure et démontre leur fort potentiel pour des applications non-linéaires. Des caractérisations non-linéaires de fibres optiques microstructurées en verre de silice présentant une faible atténuation et un gain Raman record sont également présentées. Une nouvelle méthode pour mesurer simultanément la dispersion chromatique et le coefficient non-linéaire de fibres optiques, basée sur l'effet de compression soliton, est proposée.
Concernant l'étude du régénérateur de Mamyshev, ce travail propose une étude théorique conduisant à l'élaboration d'un abaque pour le dimensionnement du régénérateur et permettant d'étudier le rôle du pré-filtrage et le mécanisme de gigue temporelle introduite par le régénérateur. L'étude expérimentale du régénérateur met en évidence le rôle néfaste de l'effet Brillouin et du mélange à quatre ondes sur les performances d'un régénérateur à 40 Gbit/s. Une nouvelle architecture de régénérateur, basée sur l'utilisation d'un compresseur d'impulsions, est proposée afin d'éliminer ces effets indésirables. Son efficacité est démontrée au cours d'une expérience de régénération en boucle à recirculation.
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Dardaillon, Rémi. "Fibres optiques passives et actives sous irradiation : application à l'amplification et à la dosimétrie en environnement spatial." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS052/document.
Full textAbstract:
Les fibres dopées erbium couvrent de nombreuses applications, particulièrement dans le domaine des télécommunications terrestres et sous marines, avec les amplificateurs optiques. Aujourd’hui, il existe un réel intérêt pour l’industrie spatiale d’utiliser ces fibres dans les satellites. Cependant, pour utiliser leur potentiel, une qualification en milieu radiatif doit être effectuée, c'est justement l'objet principal de ce travail de thèse. Grâce au partenariat industriel avec Draka-Prysmian, nous avons accès à une grande diversité de fibres en termes de compositions chimiques : ceci nous permet d’étudier leur sensibilité aux radiations, et de comprendre le rôle essentiel des dopants et des codopants dans cette sensibilité. Une étude de celle-ci en temps réel, associée à une caractérisation pré et post-irradiation des fibres optiques, rend possible l'identification fine des défauts induits sous irradiation, et la compréhension de leur mécanisme de formation, en fonction de la composition de ces fibres. Cette étude permet ainsi de proposer un modèle physique de leur dégradation, et aussi de leur guérison, complété par un modèle d'amplificateur. Il permet de prédire, en fonction de la composition des fibres, le comportement quantitatif des amplificateurs optiques associés, en termes de gain et et de bande passante, versus un dépôt de dose typique d'une mission spatiale ; il répond ainsi aux attentes des principaux acteurs du domaine. En outre, le bénéfice de ce travail ouvre des portes dans le domaine de la dosimétrie par fibre optique active, dans différents environnements radiatifs autres que le domaine spatial, tels que le milieu médical ou l'environnement nucléaireErbium-doped optical fibers open up many applications, especially in the field of terrestrial and underwater telecommunications, with optical amplifiers. Nowadays, there is a real interest for the space industry to use these fibers in satellites. However, in order to use their full potential, qualification in radiative environments is to be carried out, this is the main focus of this PhD work. Thanks to the partnership with Draka-Prysmian group, we have a full access to a large diversity of specialty fibers, in terms of chemical compositions : this allows us to study their sensitivity to radiations, and to determine the important role of dopants and co-dopants in this sensitivity. A real-time study of it, associated with a qualification of pristine and irradiated optical samples, enables the detection of radiation-induced defects, and the understanding of their creation process, as a function of the fiber structure. This study provides a physical model describing the degradation and the recovery of these fibers, enhanced with an amplifier modeling. It allows the prediction of the quantitative behavior of specialty fiber-based amplifiers, in terms of gain and bandwidth, versus the chemical composition of the fibers used, for a typical space mission dose ; thus this modeling meets the needs of the spatial market key actors. Furthermore, the benefit of this work opens up another avenues for some larger opportunities, in various radiative environments, such as the medical field or the areas of nuclear facilities
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Thomas, Jérémie. "Impact de la nanostructuration des fibres dopées Erbium sur leurs performances : application aux contraintes du spatial." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20178/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'impact de la nanostructuration de la matière sur le comportement des fibres dopées Erbium en environnement radiatif tel que l'Espace. Cette étude est motivée par le fait qu'il n'existe pas de fibre dopée Erbium qualifiée pour le spatial, rendant l'AOFD indisponible pour ces applications, réduisant fortement l'intérêt de l'ensemble de la technologie WDM pour les satellites. Ainsi nous avons testé plusieurs fibres basées sur des technologies différentes dans le but d'évaluer leurs comportements sous radiations gamma. Nous avons ainsi défini un critère objectif pour la sélection des fibres dopées Erbium, et avons montré des éléments permettant de durcir des fibres co-dopées Aluminium en se basant uniquement sur des paramètres de conception. Ainsi, nous avons démontré une fibre durcie aux radiations à base de nanoparticules de silice dopées Erbium, montrant une perte de puissance de l'ordre de 1 dB en fin de mission typique d'un satellite. L'accent a également été mis sur la modélisation de l'AOFD en proposant un modèle évolué prenant en compte des effets non linéaires liés à la complexité de la spectroscopie de l'ion Erbium. Ce modèle a été complété par une prise en compte de l'effet des irradiations et de la guérison optique en utilisant un modèle de proche de celui développé par R. Chen. Nous avons pu noter la grande importance de l'effet de la guérison optique sur les performances de l'AOFD en fin de vieThis thesis focuses on the impact of nanostructuration on the performance of Erbium Doped Fiber in severe environment like Space. This study is motivated by the fact that no on-the-shell Erbium Doped Fiber can satisfy the space requirement, disabling the availability of the AOFD and stongly limiting the interest of the WDM technology for satellites. Several fiber based on different technologies have been tested in order to check their behavior under gamma radiations. We have defined an objective criterion for the selection of erbium doped fibers, and showed elements for hardening aluminum co-doped fibers, based solely on design parameters. In this way, we brought to the fore a radiation hardened fiber, based on silica nanoparticles, exhibiting a power decrease of 1 dB after a typical space mission. We also focused on EDFA modeling by proposing an evolved model taking into account non-linear effects due to the complex spectroscopy of Erbium. This model is completed by including irradiation effects thanks to a model such as Chen's one. The photobleaching effect that has been found to be strong is also considered
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Leconte, Baptiste. "Développement de sources laser à fibre dopée Nd3+ pour une émission autour de 900 nm et 450 nm." Caen, 2016. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01505597.
Full textAbstract:
De nombreux secteurs d’activité incluant les télécommunications et le biomédical nécessitent une source laser émettant dans le domaine spectral bleu avec une qualité de faisceau proche de la limite par diffraction. Pour obtenir une telle source, la solution retenue au cours de ce travail de thèse consiste à développer un système laser à fibre dopée Nd3+ de forte puissance opérant sur la transition 4F3/2-4I9/2 de l’ion Néodyme à 900 nm. Après doublage de fréquence dans un cristal non-linéaire, il devient alors possible d’accéder à des longueurs d’onde avoisinant 450 nm. Dans les fibres aluminosilicates, il existe néanmoins une forte compétition entre la transition 4F3/2-4I9/2 à 3 niveaux d’énergie de l’ion Nd3+ et la transition 4F3/2-4I11/2 autour de 1060 nm présentant un schéma à 4 niveaux d’énergie, ce qui constitue le principal obstacle à l’obtention d’une émission laser efficace à 900 nm. Dans un premiers temps, une étude théorique nous permet de déterminer les paramètres géométriques optimaux de fibres dopées Nd3+ à structure double-gaine afin de favoriser l’émission laser sur la transition d’intérêt. Ces fibres optimisées, réalisées par notre partenaire industriel iXblue, sont utilisées dans différentes architectures laser et d’amplification permettant notamment un accord en longueur d’onde sur une large gamme spectrale autour de 900 nm et l’amplification sélective de modes transverses. Dans ce cadre, les performances atteintes en termes de puissance et de qualité spatiale de faisceau à 900 nm autorisent une conversion de fréquence efficace autour de 450 nm, ce qui a mené au développement de nouvelles sources laser bleues opérant en régimes continu et impulsionnelMany fields including telecommunications and biomedicine require a laser source emitting in the blue spectral region with a diffraction-limited beam. To obtain such a source, the solution adopted in this thesis work is to develop a high-power Nd-doped fiber laser source operating on the 4F3/2-4I9/2 transition of Neodymium ion at 900 nm. After frequency doubling in a non-linear crystal, it is then possible to have access to wavelengths around 450 nm. However in aluminosilicate fibers, there is a strong competition between the three-level transition 4F3/2-4I9/2 of Nd3+ ion and the four-level scheme of the 4F3/2-4I11/2 transition around 1060 nm, which constitutes the main obstacle to overcome to obtain an efficient laser emission at 900 nm. As a first step, a theoretical study allows us to determine optimal geometrical parameters of double-clad Nd-doped fibers to foster laser emission on the transition of interest. Once fabricated by our industrial partner iXblue, the optimized fibers are used in several laser and amplification architectures leading for instance to wavelength-tunability on a wide spectral bandwidth around 900 nm and to selective amplification of transverse guided modes. In parallel, performances reached in terms of power and beam spatial quality at 900 nm permits an efficient frequency conversion, which led to the development of new blue laser sources operating in continuous-wave and pulsed regimes around 450 nm
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Bichler, Anthony. "Modélisation et simulation de la propagation optique dans une fibre optique multimode précontrainte : conception de capteurs à fibre optique à modulation d’intensité dédiés à la mesure de températures et d’étirements." Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/BICHLER_Anthony_2011.pdf.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente la modélisation, la simulation et la conception d’un nouveau capteur de température et d’étirement à fibre optique à modulation d’intensité dont l’élément sensible constituant le transducteur, est composé d’une fibre optique multimode à saut d’indice pincée entre deux mâchoires micro-structurées. L’effet du pincement produit des perturbations locales périodiques de la géométrie et de l’indice optique des éléments constitutifs de la fibre (cœur et gaine). Pour modéliser les couplages radiatifs dus à la courte période de perturbation, nous avons choisi d’utiliser un modèle électromagnétique du couplage de modes développé initialement par Dietrich Marcuse. Cette simulation nous a permis de déterminer la sensibilité du transducteur en fonction de ses caractéristiques propres. A partir de ces résultats, nous avons choisi les paramètres pour dimensionner le capteur en fonction de l’application visée. Les premiers prototypes des mâchoires des transducteurs ont été microstructurés en créneaux de 20 microns de profondeur et de période comprise entre 50 microns et 100 microns gravés dans du métal par usinage au laser femto-seconde. Après évaluation, nous avons proposé et contribué à développer un procédé de fabrication en grande série des mâchoires par injection plastique très performant. Les tests des premiers démonstrateurs de capteur ont permis de valider les modèles de calcul et révélés une réponse expérimentale linéaire en fonction du mesurande. Nous présentons les méthodes d’étalonnage statique et dynamique que nous avons proposées pour établir les spécifications métrologiques du capteurThis manuscript presents the modeling, simulation and design of a new kind of light modulation optical fiber sensor for temperature and strain measurement. The transducer consists of a multimode fiber step index clamped between two micro-structured jaws. The clamping effect generates local periodical perturbations of both the geometry and the fiber refraction indexes (core and optical cladding). In order to compute the radiative coupling occurring when the waveguide is perturbated by a mechanical deformation of short period, we have chosen to use an electromagnetic model of modes coupling initially developed by Dietrich Marcuse. The simulation allowed us to determine the transducer sensitivity according to its specific characteristics. From these results we have chosen the parameters useful to design the sensor versus the aimed application. The first jaws prototypes of transducers have been microstructured in rectangular pattern etched in metal by femto-second laser micromachining. The elementary pattern size was of 20 micrometers of depth and the pattern layout period was ranging from 50 micrometers to 100 micrometers. After evaluation, we proposed to develop a large scale fabrication process of the jaws using plastic injection which was very efficient. The experimental tests of the first sensor prototypes allowed the validation of the computing models and showed a linear response of the sensor versus the measured physical parameter. We present the static and dynamic calibration methods that we have implemented to establish the metrological specifications of the sensor