Amplification optique dans des guides d'ondes réalises par échange d'ions dans des verres phosphates dopes par des terres rares

par Jean-Marc Jouanno

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Etienne Pic.

Soutenue en 1995

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Les amplificateurs optiques realises a partir de fibres dopees par des ions erbiums ont fait, grace a leurs bonnes performances, fortement evoluer les systemes de transmission a fibre optique. Nous en avons transpose les principes pour realiser des composants actifs d'optique integree sur des verres dopes par des terres rares. Cette technologie permet en effet une meilleure compacite et l'insertion simultanee de fonctions variees. Nous presentons les resultats obtenus dans des guides fabriques par echange ionique dans des verres phosphates. Les ions de terres rares, inclus des la synthese du materiau, y presentent des sections efficaces elevees et peuvent etre portes a une concentration de quelques pourcents en poids sans induire de reduction importante de la duree de vie de leur niveau metastable. Leurs caracteristiques spectroscopiques sont preservees apres l'echange d'ions. Les guides obtenus sont monomodes aux longueurs d'onde de pompe et de signal. Enterres, ils presentent de faibles pertes de propagation. En utilisant un dopage au neodyme, nous avons realise des amplificateurs a une longueur d'onde voisine de 1,05 micron ainsi qu'une source laser de faible seuil et de bonne efficacite de conversion de puissance. A l'aide d'un modele, nous avons pu estimer l'influence de l'addition de photons par transfert d'energie due a la concentration elevee de dopants. Nous avons egalement releve les gains autour de 1,3 micron. Ils sont limites par l'absorption a partir du niveau metastable et la faible probabilite d'emission. Nous avons modelise et realise des amplificateurs optiques a 1,5 micron en effectuant un co-dopage par des ions erbium et ytterbium. Nous avons mesure un gain net de 6 db sur des guides de 44 mm de long et nous avons pu mettre en evidence l'importance du confinement du mode guide. Ces resultats peuvent etre largement ameliores en optimisant les caracteristiques geometriques des guides et la concentration de dopants. Ils montrent que la technologie de l'echange d'ions constitue aujourd'hui une excellente marche d'acces a une utilisation plus large des dispositifs d'optique integree


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  • Détails : 1 vol. (216 p.)
  • Annexes : 152 REF.

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