Fabrication d'un composant tout bre

Fabrication d’un composant tout bre

La non-réciprocité des matériaux magnéto-optiques
Définition de la non-réciprocité

Physiquement la propagation dans les systèmes obéit généralement au principe de l’inversion de la symétrie temporelle. Autrement dit si la direction du temps est renversée, la forme mathématique de l’onde est conservée. Cela signie que l’onde électromagnétique qui se propage dans le sens direct possède les mêmes caractéristiques que celle en sens inverse. Dans une chaîne de transmission optique, l’utilisation des composants non réciproques comme les isolateurs est indispensable pour supprimer les bruits de propagation et stabiliser les sources laser. Le principe derrière le fonctionnement de ces composants est la rupture des inversions symétriques temporelles et spatiales par la dispersion des spins d’électrons aectée [27]. En particulier l’eet Faraday, le principe utilisé dans ce projet, correspond à la division de spin dans les systèmes électroniques avec une inversion de la symétrie temporelle rompue.Par conséquent, il faut utiliser des matériaux magnétiques capables de briser la symétrie de l’inversion du temps pour créer un rotateur de Faraday.

Matériaux magnéto-optiques

Soumises à un champs magnétique, certaines substances se mettent à créer elles même une induction magnétique. Les matériaux magnétiques sont capables de s’aimanter et de se polariser en présence d’un champs magnétique.
Les matériaux diamagnétiques Ce type de matériau est caractérisé par une susceptibilité relative négative et de faible amplitude à cause des mouvements orbitaux des électrons en présence de champs magnétiques. Ce mouvement peut être décrit comme un courant induit dans un solénoïde. Le signe négatif de Xr traduit l’eet d’induction magnétique par la loi de Lenz dont le courant induit s’oppose au champ qui lui a donné naissance. Certains métaux, les gaz rares, un grand nombre de composés organiques et la plupart des métalloïdes sont diamagnétiques; leur susceptibilité magnétique est de l’ordre de 10−5 et 10−6. La constante de Verdet, caractéristique de l’eet Faraday, dans ce type de matériau peut être exprimée par la variation de l’indice de réfraction en fonction de la longueur d’onde.
Dans le cas des composants vitreux, la variation de l’indice de réfraction par rapport de la longueur d’onde est négligeable. Par conséquent, les matériaux diamagnétiques ont une faible réponse de Faraday par rapport aux autres classes de matériaux [29]. De plus, dans le diamagnétisme, cette variable dépend légèrement de la température ce qui peut causer un problème dans le cas des capteurs.

Matériaux paramagnétiques

En présence du champ magnétique, un matériau paramagnétique est capable de s’aimanter faiblement dans le même sens que le champ magnétique vu que les atomes possèdent des moments magnétiques permanents qui ne sont pas couplés les uns aux autres. Cependant, la polarisation résultante est très faible puisque l’eet d’agitation thermique qui oriente aléatoirement ces moments reste consistant. Le matériau paramagnétique est caractérisé par une susceptibilité relative positive et de faible amplitude entre 10−6 et 10−3.
La plupart des gaz, certains métaux et quelques sels font partie de la catégorie des matériaux paramagnétiques. La constante de Verdet des matériaux paramagnétiques est généralement calculée par la somme de celle de la composante diamagnétique et l’autre de la composante paramagnétique. Vdia est positive par contre Vpara est négative. Par conséquent, l’eet Faraday dans un matériau paramagnétique peut être exprimé par l’équation [30

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Table des matières

Résumé
Abstract
Liste des tableaux
Liste des gures
Liste des symboles
Remerciements
1 Introduction
1.1 Généralités
1.2 Problématique générale
1.3 Motivations
1.4 Objectifs
2 Principes et état de l’art
2.1 Introduction
2.2 Eet Faraday
2.3 Dénition sur les verres
2.4 État de l’art sur les verres et les bres magnéto-optiques
2.5 Revue sur les rotateurs de Faraday
3 Méthodologie de fabrication d’un composant tout bre
3.1 Introduction
3.2 Choix de la matrice vitreuse
3.3 Caractérisations thermique et optique des verres
3.4 Propriétés magnéto-optiques
3.5 Fabrication de la bre optique
4 Résultats
4.1 Introduction
4.2 Détermination de la composition vitreuse
4.3 Caractérisation des verres
4.4 Fabrication des bres optiques
Conclusion
Bibliographie