CD Prioritaire - Applications des Fibres Optiques pour environnements sévères : Amplification et dosimétrie

par Rémi Dardaillon

Projet de thèse en Électronique

Sous la direction de Philippe Signoret.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de I2S - Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec IES - Institut d'Electronique et des Systèmes (laboratoire) et de Département Photonique et Ondes (equipe de recherche) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    De par leur haute performance et leur coût réduit, les composants et sous-systèmes opto-électroniques issus des réseaux de télécommunication terrestres et sous-marins équiperont les prochaines générations de satellites. Toutefois, l'environnement spatial est un environnement radiatif, qu'il faut prendre en compte lors de la conception des équipements à embarquer. En particulier, en fonction de leur composition, les fibres optiques démontrent des comportements très variés sous irradiations. A l'inverse, l'énergie apportée par la température ambiante et l'excitation optique peuvent tendre à ramener la fibre à son état initial, proche de son état avant irradiation. C'est la compétition entre ces deux dynamiques qui fait l'état de la fibre. Ces effets ont une origine physique bien identifiée : la présence de pièges dans le verre ; chaque piège a sa propre cinétique, et chaque verre a sa propre population de pièges. Dans le cas des amplificateurs à fibre, il faut pouvoir définir des méthodes de test accélérées pertinentes, permettant d'extrapoler sans erreur le comportement de l'amplificateur pour une mission spatiale de 15 à 20 ans. Pour la dosimétrie on vise à contrario la sensibilité au phénomène de radiation, donc une forte dynamique de dégradation. Dans ce contexte, ce sujet de thèse propose une étude approfondie des pièges en vue d'une modélisation de la dégradation/guérison dans les amplificateurs traditionnels et de nouveaux dosimètres à fibre. Le cadre de travail pour ce sujet est le projet ANR « NanoFiber », dédié au développement de nouveaux verres et de nouvelles fibres optiques par nano-structuration. L'étudiant évoluera ainsi au sein d'un partenariat entre l'IES et un réseau national composé de laboratoires spécialistes des fibres optiques et des verres – PhLAM Lille – ICMMO Orsay – IRAMIS CEA – ainsi que de partenaires industriels – Draka Prysmian. En outre, le volet dosimétrie répartie s'effectue en collaboration avec le CNES et la société toulousaine TRAD.

  • Titre traduit

    Optical Fiber Applications for harsh environments : Amplification & dosimetry


  • Résumé

    Thanks to their high performance and low cost, opto-electronic devices and subsystems developed for terrestrial and submarine networks will be key elements in the next generation of satellites. However, one must keep in mind that the space environment is a radiation environment, to be taken into account in the design of embedded equipment. More specifically, optical fibers exhibit very different behavior under irradiation, according to their composition. In the opposite way, thermal and optical excitation may lead the optical fiber to its initial state, close to its state before irradiation. The state of the fiber is thus defined by the competition between degradation and recovery. These effects have a well-identified physical origin : the presence of traps in the glass; each trap has its own kinetic, and each glass has its own population of traps. On the one hand, in the case of fiber amplifiers, it is necessary to define the relevant accelerated test methods, to extrapolate the amplifier behavior for a space mission from 15 to 20 years. On the other hand, for dosimetry investigation, we will use the glass sensitivity versus radiation, so the intense degradation kinetic. In this context, this PhD work is a deep study of the traps in glasses for degradation and recovery modeling, in conventional optical amplifiers and new fiber dosimeters. The framework for this PhD is the ANR project 'Nanofiber', dedicated to the development of new nanostructured glasses and new specialty optical fibers. The student will progress within a partnership between IES and a national network of glass and fiber expert labs - PhLAM Lille - ICMMO Orsay - IRAMIS CEA - as well as industrial partners - Prysmian Draka. In addition, the study of the fiber dosimetry will be carried out in collaboration with CNES and the french company TRAD – Toulouse.