Spectroscopie de nouveaux verres d'oxyfluorures dopés Er3+. Réalisation de fibres optiques en verres IR : Monomodes et fortement non linéaires à 1,55 micromètres Pour détection d'exo-planètes entre 4 et 20 micromètres (projet Darwin)

par Patrick Houizot

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Frédéric Smektala.

Soutenue en 2004

à Rennes 1 .

mots clés

• Verre
• Fibres optiques
• Optique non linéaire
• Spectroscopie de fluorescence
• Détecteurs de rayonnement infrarouge

Résumé

Cette thèse se compose de trois parties qui correspondent chacune à létude d'un verre différent avec des applications potentielles différentes. Dans la première partie, nous nous sommes intéressés à une nouvelle matrice vitreuse d'oxyfluorures dérivée des fluorophosphates, les verres de fluoroarsenates. Nous avons étudié les caractéristiques physiques, optiques et structurales de ces verres. Cette matrice a la particularité d'accepter un fort pourcentage d'ions terre rares. Elle est ici dopée avec l'ion erbium pour effectuer une analyse spectroscopique de cet ion dans cette nouvelle matrice. Dans la deuxième partie, nous avons utilisé le verre de chalcogènures GeSe4. Le but de cette étude est de mesurer la non linéarité de ce verre sur une fibre optique à 1,55 æm. Cette mesure passe par la réalisation d'une fibre monomode à 1,55 æm. Une nouvelle technique permettant lélaboration de fibres monomodes en deux étapes de fibrage a été mise au point. Pour finir, un indice de réfraction non linéaire 100 fois supérieur à celui de la silice a été mesuré sur cette fibre monomode. La troisième partie concerne un autre verre de chalcogénure composé de tellure, d'arsenic et de sélénium et nommé plus communément verre TAS. Cette partie est basée sur le projet Darwin qui a pour objectif de détecter des planètes hors du système solaire. Ce projet nécessite un filtre interférométrique opérant entre 4 et 20 æm. La fenêtre de transmission du verre TAS sétend de 2 à 20 æm, il apparaît donc comme un candidat potentiel. Enfin, nous avons procédé à la réalisation de cette fibre monomode, en utilisant une nouvelle technique de fabrication de préforme, double indice sous vide, brevetée par le laboratoire Verres et Céramiques.

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