Optimisation d'un capteur interférométrique à fibres optiques pour la détection de champ magnétique basse fréquence : intégration du dispositif

par Denis Barbier

Thèse de doctorat en Optoélectronique

Sous la direction de Germain Chartier.

Soutenue en 1989

à Grenoble INPG , en partenariat avec Centre d'études nucléaires (Grenoble1956-2006) (laboratoire) .

mots clés

• Sciences appliquees
• Electronique
• Interferometre
• Magnetostriction
• Optique integree
• Magnetometre
• Fibre optique
• Stabilisation
• Coupleurs

Résumé

Cette etude avait pour but d'ameliorer nos connaissances sur les capteurs interferometriques a fibres optiques, de type mach zehnder, et, a terme, de realiser un magnetometre. Dans un premier temps, nous avons mis en evidence les points faibles d'un tel interferometre: evolution de la phase avec les variations de temperature, extreme sensibilite aux vibrations mecaniques et aux fluctuations de longueurs d'ondes de la source. Dans un deuxieme temps, nous avons cherche a eliminer ces problemes. Pour cela, nous avons mis au point un systeme de contre reaction active sur la phase, qui compense les effets de la temperature, puis nous avons etudie et realise des coupleurs a l'aide d'une technologie d'optique integree sur silicium, dont l'utilisation a reduit, de facon spectaculaire, l'influence des vibrations mecaniques. Nous avons, par ailleurs, travaille sur la stabilisation en longueur d'onde du laser semi-conducteur. La sensibilite aux champs magnetiques continus est obtenue, par insertion d'un element magnetostrictif sur l'un des bras de l'interferometre. Grace a une interaction adequate fibre-materiau, une utilisation astucieuse de la non linearite des phenomenes magnetostrictifs et par la mise en place d'un systeme de contre reaction sur le champ magnetique, de facon a effectuer une mesure de zero en champ, nous avons obtenu un senseur magnetique, dont la resolution est de: 11 nanotesla par racine de hertz pour un metre d'interaction fibre-materiau; cela correspond a une dynamique de mesure en champ de 40 decibels. Notre dispositif etant stable sur des durees superieures a une heure

Titre traduit

Optimisation of an all fibre optics interferometric sensor to detect low frequency magnetic fields. Device integration

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