Phenomenes multiphotoniques dans les fibres optiques de silice dopee terres rares. Application a un capteur de temperature

par ERIC MAURICE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de G. MONNOM.

Soutenue en 1994

à Nice .

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  • Résumé

    L'objectif poursuivi au cours de ce travail est de contribuer a la comprehension des deux principaux processus multiphotoniques observables dans les fibres optiques dopees aux ions terres rares. Cette etude est axee autour de l'ion erbium qui, par sa structure energetique, apporte un support aux mecanismes d'up-conversion, tandis que le fort confinement des signaux lumineux permet d'atteindre les densites de puissances necessaires a l'observation de ces phenomenes. Dans une premiere etape, nous decrivons le procede d'elaboration des fibres optiques, en insistant tout particulierement sur la realisation de fibres fortement dopees permettant l'etude des mecanismes d'up-conversion mettant en jeu plusieurs especes ioniques. Une part importante de ce memoire est ensuite consacree a l'analyse de deux processus multiphotoniques generant une emission verte de l'ion erbium lors d'une excitation infrarouge: le mecanisme d'absorption a partir de l'etat metastable excite, observe lors d'une excitation autour de 800 nm de fibres dopees erbium, est analyse en mettant l'accent sur la generation d'une emission verte, et non pas sur le role nefaste que cet effet produit sur le gain a 1530 nm. Nous montrons qu'il est possible d'observer les memes raies d'emission en excitant a 980 nm une fibre codopee ytterbium-erbium consecutivement a un mecanisme de double transfert d'energie prenant place entre ces deux ions. L'analyse dynamique et en transmission revele la presence d'un fort taux de clusters, qui sont a l'origine de l'efficacite observee de ce mecanisme. Ce travail s'acheve par la mise en evidence du couplage thermique liant les deux niveaux impliques dans l'emission verte, mise en evidence rendue possible par la forte disproportion des sections efficaces d'emission de ces niveaux. Cette etude revele une dynamique thermique importante du spectre emis, ce qui nous permet d'appliquer l'ensemble des connaissances precedemment acquises a l'etude d'un capteur de temperature dont les performances s'averent prometteuses


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Informations

  • Détails : 175 P.
  • Annexes : 120 REF.

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