Soutenance mémoire
Fabrication d’un composant tout fibre
Objectifs
Objectif général
D’après ce qui précède, l’évolution des technologies de communication et de l’information dans ses différents aspects a créé de nouveaux besoins de débit d’information et de qualité de transmission. Pour répondre à ces besoins, il est nécessaire d’explorer des nouveaux matériaux vitreux afin de produire des composants fibrés utilisés comme isolateurs optiques opérant à 1:55 µm.
En exploitant l’effet Faraday dans les matériaux et les techniques d’assemblage opto-mécaniques, le but est de concevoir un composant optique en utilisant uniquement des fibres few-modes (deux modes) et un aimant générant un champ magnétique pouvant créer une rotation du plan de polarisation d’angle de 45°. Ce dispositif peut être ensuite inséré dans une chaîne de transmission optique utilisant des fibres multimodes en assurant la protection des sources laser et offrant ainsi un débit élevé.
Objectifs spécifiques
Dans ce travail, la fabrication d’un rotateur de Faraday tout fibre passe par plusieurs étapes :
Détermination de la matrice vitreuseDans cette partie du projet, une étude des différentes matrices qui peuvent servir à la fabrication du verre magnéto-optique est primordiale. Le choix des formateurs vitreux et des matériaux dopants est une étape primaire pour la synthèse du verre, aussi avoir une idée des proportions de chaque composé est nécessaire pour estimer l’effet magnéto-optique et la possibilité de fibrage d’un tel verre. Le défit est donc de trouver une composition vitreuse dans laquelle on peut incorporer une grande concentration d’un composé à effet Faraday.
Caractérisations des verres fabriqués
Après avoir fabriqué les échantillons de verre, il faut déterminer les propriétés thermiques pour avoir une idée sur la stabilité du verre lors de l’étirement de la préforme, les propriétés optiques par mesure de l’indice de réfraction afin de définir par la suite la composition de la gaine qui permet d’avoir une fibre optique à deux modes de propagation à 1:55 µm et une transparence du verre dans les bandes voulues.
La mesure de la constante de Verdet est par la suite importante pour s’assurer de la bonne réponse magnéto-optique du verre synthétisé. Enfin, une comparaison des figures de mérite des échantillons est nécessaire afin de trouver la bonne composition vitreuse d’une fibre optique opérant à 1:55 µm
Étirement de la fibre optique
Cette étape est le résultat du travail précédent, des tests de fibrage de verres seront réalisés pour avoir une fibre magnéto-optique. Pour cela, des préformes de verre à forte concentration de terbium seront préparées soigneusement afin d’être étirées. Les tiges vitreuses résultats de l’étirement seront analysées pour comprendre l’eet de la concentration du dopage sur la cristallisation du verre.Dans les prochains chapitres, on présente la théorie derrière l’effet Faraday, le développement des verres, les différents types de matrices et de fibres existant déjà dans la littérature et la méthodologie de conception utilisée dans ce projet et les différents résultats obtenus.
Principes et état de l’art
Avant de se lancer dans la synthèse, la caractérisation des verres et la fabrication de fibres optiques, il sera important de mieux comprendre les principes fondamentaux de l’effet Faraday.Dans ce chapitre, on introduit la théorie de la polarisation et la biréfringence circulaire responsable de l’effet Faraday. On citera ensuite quelques exemples de verres magnéto-optiques exploités dans des rotateurs de Faraday et des fibres à forte réponse magnéto-optique pour des capteurs ou des isolateurs optiques pour des longueurs d’ondes inférieures à 1 µm.
Effet Faraday
Aperçu historique
L’effet Faraday a été découvert en 1845 par Michael Faraday. C’était la première interprétation de l’interaction entre une onde lumineuse et un champ magnétique. Cet effet est présent dans les matériaux diélectriques à transparence optique comme les verres et les cristaux.Comme le montre la figure 2.1, l’effet Faraday se manifeste par la rotation du plan de polarisation de la lumière en passant dans un milieu magnétique.
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Table des matières
Résumé
Abstract
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des symboles
Remerciements
1 Introduction
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 Effet Faraday
2.3 Définition sur les verres
2.4 État de l’art sur les verres et les fibres magnéto-optiques
2.5 Revue sur les rotateurs de Faraday
3 Méthodologie de fabrication d’un composant tout fibre
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 fibre optique
4 Résultats
4.1 Introduction
4.2 Détermination de la composition vitreuse
4.3 Caractérisation des verres
4.4 Fabrication des fibres optiques
Conclusion
Bibliographie
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