Theoretical and numerical investigation of the physics of microstructured optical fibres

par Boris Kuhlmey

Thèse de doctorat en Optique et photonique

Sous la direction de Daniel Maystre et de Ross McPhedran.

Soutenue en 2003

à Aix-Marseille 3 en cotutelle avec l'University of Sydney .

  • Titre traduit

    Etude théorique et numérique de la physique des fibres optiques microstructurées


  • Résumé

    Nous détaillons la théorie et l'implémentation d'une méthode multipolaire pour le calcul de modes de fibres optiques microstructurées (FOM). Nous développons des outils pour l'exploitation de résultats obtenus par la méthode multipolaire, dont une transformée de Bloch discrète. Nous étudions la nature physique de modes de FOMs à cœur plein et distinguons entre modes de défaut localisés et modes étendus. Les modes de défaut subissent une transition de localisation que nous identifions à la coupure du mode. Nous étudions numériquement et théoriquement la coupure du mode fondamental et du second mode, puis établissons un diagramme de régime opératoire. Celui-ci permet de prédire les propriétés de FOMs même aux géométries complexes. En nous aidant du diagramme de régime opératoire, nous étudions la dispersion et les pertes des FOMs et proposons un nouveau type de FOM à faibles pertes et à courbe de dispersion ultra plate, proche de zéro sur une vaste plage de longueur d'ondes.


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    We describe the theory and implementation of a multipole method for calculating the modes of microstructured optical fibers (MOFs). We develop tools for exploiting results obtained through the multipole method, including a discrete Bloch transform. Using the multipole method, we study in detail the physical nature of solid core MOF modes, and establish a distinction between localized defect modes and extended modes. Defect modes, including the fundamental mode, can undergo a localization transition we identify with the mode's cutoff. We study numerically and theoretically the cutoff of the fundamental and the second mode extensively, and establish a cutoff diagram enabling us to predict with accuracy MOF properties, even for exotic MOF geometries. We study MOF dispersion and loss properties and develop unconventional MOF designs with low losses and ultra-flattened near-zero dispersion on a wide wavelength range. Using the cutoff-diagram we explain properties of these MOF designs

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Informations

  • Détails : 213 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 205-213

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T 3144
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