Table des matières
Introduction générale
Chapitre I: Les capteurs à fibres optiques
Introduction
I.1 Définitions – Généralités
I.1.1 La fibre optique
I.1.2 Les capteurs à fibres optiques
I.1.3 Fonctions
I.1.4 Capteur intrinsèque, capteur extrinsèque
I.1.5 Constitution d’un capteur à fibres optiques
I.1.6 Avantages des capteurs à fibres optiques
I.1.7 La recherche – développement et le marché des capteurs à fibres optiques
I.2 Différents types de capteurs à fibres optiques
I.2.1 Architecture des capteurs
I.2.2 Caractéristiques des fibres optiques conventionnelles dans le domaine des CFO
I.2.3 Capteurs interférométriques
I.2.4 Les CFO à modulation de polarisation
I.2.5 Principes des capteurs répartis Raman et Brillouin
I.2.5.1 La réflectométrie sur fibre optique OTDR
I.2.5.2 La réflectométrie Raman
I.2.6 Application de la réflectométrie Raman
I.2.7 Réflectométrie à effet Brillouin
I.2.8 Applications de la réflectométrie Brillouin
I.3 Principales techniques de mesure et de démultiplexage à réseaux de Bragg
I.4 Principaux domaines d’application des capteurs à réseaux de Bragg
I.4.1 Aéronautique, et matériaux composites
I.4.2 Applications en génie civil
I.4.3 Mesure de déformations
I.4.4 Surveillance des ponts
I.4.5 Le monitoring
I.4.6 Applications des CFO au biomédical
I.5 Les capteurs à fibres optiques (CFO) de type plasmonique
I.5.1 Généralités
I.5.2 Principes de génération d’une onde de plasmon de surface
I.5.3 Capteur plasmonique à l’aide de réseaux de Bragg inclinés sur fibre optique
I.5.4 Exemples de biodétection
Conclusion
Références
Chapitre II: Les réseaux de Bragg fibrés
Introduction
II.1 Propagation dans les fibres optiques
II.1.1 Structure des fibres optiques
II.1.2 Théorie du guidage
II.1.2.1 Approche géométrique par la théorie des rayons
II.1.2.2 Approche modale par l’optique électromagnétique
II.1.2.3 Démarche générale
II.1.2.4 Equations de Maxwell pour les milieux diélectriques
II.1.2.5 Guides d’onde invariants en translation
II.1.2.6 Guidage faible et équation d’onde scalaire pour les fibres optiques
II.1.2.7 Modèle d’une fibre optique à saut d’indice à deux couches
II.1.2.8 Equation caractéristique des modes LP
II.1.2.9 Répartition transverses des modes propagés
II.2 Les réseaux de Bragg
II.2.1 Généralités, et Principe
II.2.2 Du réseau de diffraction aux réseaux de Bragg
II.2.3 Réseaux de Bragg à pas courts Fiber Bragg Grating (FBG)
II.2.4 Variation de la longueur du réseau
II.2.5 Réseaux de Bragg à pas Longs, Long Period Grating (LPG)
II.2.6 Variation de la longueur du réseau
II.2.7 Réseaux de Bragg à pas Inclinés, Tilted Fiber Bragg Grating ( TFBG)
II.3 Théorie des modes couplés
Références
Chapitre III: Développement de réfractomètres basés sur les réseaux de Bragg Tiltés et droits
Introduction
III.1 Etat de l’art des capteurs à fibres optiques appliqués à la réfractométrie
III.1.1 Réfractométrie à fibre optique basée sur la Réflectométrie OTDR
III.1.2 Réfractométrie basée sur la technologie des fibres microstructurées et des réseaux de Bragg
III.1.3 Réfractométrie à fibre optique standard basée sur les réseaux de Bragg
III.1.3.1 Réfractométrie basée sur les Réseaux de Bragg à Pas Longs ou LPG
III.1.3.2 Réfractométrie basée sur les Réseaux à Pas Inclinés ou TFBG
III.2 Mesures d’indices de réfraction à l’aide de réseaux Tiltés : Dispositifs et résultats
III.2.1 Inscription des réseaux de Bragg Tiltés ( TFBG) par masque de phase
III.2.2 Description du montage expérimental
III.2.3 Techniques d’interrogation des réseaux TFBG
III.2.3.1 Technique du suivi spectral
III.2.3.2 Technique du suivi de l’amplitude d’une résonnance
III.2.3.3 Méthode des aires
III.2.3.4 Méthode d’analyse, et choix de la technique d’interrogation
III.3 Mesures expérimentales, et caractérisation d’un réfractomètre à base de TFBG inscrit par la technique du masque de phase
III.3.1 Mesures expérimentales d’une eau salée
III.3.1.1 Caractérisation du réfractomètre TFBG à fibre optique
III.3.1.2 La sensibilité pour la technique d’interrogation du suivi spectral
III.3.1.3 La sensibilité par la technique d’interrogation du suivi de l’amplitude
III.3.1.4 La résolution ou limite de détection
III.3.1.5 La gamme de fonctionnement du réfractomètre
III.4 Inscription par la technique point à point d’un réseau de Bragg à pas courts excentrique par laser femtoseconde
III.4.2 Description de la source Laser femtoseconde et du système de focalisation
III.4.3 Système de focalisation
III.4.4 Système de translation
III.4.5 Avantages de l’inscription Point-par-Point par laser femtoseconde
III.4.6 Inconvénients de l’inscription Point-par-Point par laser femtoseconde
III.4.7 Alignement du banc d’inscription
III.4.8 Montage expérimental pour l’inscription des réseaux de Bragg FBG excentriques par la technique point par point
III.4.9 Mesures spectrales par analyseur de spectre
III.5 Mesures de réfractométrie d’une eau salée
III.6 Caractérisation du réfractomètre FBG excentrique
III.6.1 La sensibilité pour la technique d’interrogation du suivi spectral
Conclusion
Références
Chapitre IV : Etude, conception, et caractérisation d’un capteur dédié aux hautes températures
Introduction
IV.1 Les réseaux de Bragg à pas courts excentriques (ou assymétriques)
IV.2 Sensibilités des réseaux de Bragg à la température
IV.2.1 Sensibilité à la température des réseaux FBG
IV.2.2 Sensibilité à la température des réseaux LPG
IV.2.3 Sensibilité à la température des réseaux TFBG
IV.3 Origines de la biréfringence dans les réseaux de Bragg
IV.3.1 La biréfringence dans les fibres optiques
IV.3.2 La biréfringence photoinduite
IV.3.3 Biréfringence due à la polarisation du faisceau d’écriture
IV.3.4 Biréfringence de forme
IV.3.5 La biréfringence causée par les contraintes extérieures
IV.4 Conséquences du dédoublement des spectres de transmission des 2 modes propres
IV.5 Le capteur de hautes températures à réseaux de Bragg innovant
IV.5.1 Objectifs
IV.5.2 Principe
IV.5.3 Inscription par laser femtoseconde IR
IV.5.4 Description du dispositif experimental
IV.5.5 Choix du système d’interrogation
IV.5.6 Réponse du capteur à la température
IV.5.7 Mesure de la biréfringence à partir des propriétés de polarisation des réseaux de Bragg
IV.5.8 Comportement aux hautes températures des réseaux de Bragg excentriques inscrits par laser femtoseconde
IV.6 Sensibilité du capteur à la température
IV.6.1 Sensibilité du capteur à la température pour la polarisation-S
IV.6.1.1 Sensibilité du capteur à la température pour la polarisation-P
IV.6.1.2 Comparaison entre les deux polarisations
Conclusion
Références
Conclusion générale et perspectives
Références bibliographiques
Travaux Scientifiques
Publication
Articles publiés dans des conférences avec proceedings
Conférences internationaux
Publication
