Nouveaux Materiaux Vitreux Dopes Par Des Ions Ou Des Nanoparticules Metalliques Et Destines A La Realisation De Fibres Optiques

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Nouveaux matériaux vitreux dopés par des ions ou des nanoparticules métalliques et destinés à la réalisation de fibres optiques

Author : Antoine Le Rouge
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Book Synopsis Nouveaux matériaux vitreux dopés par des ions ou des nanoparticules métalliques et destinés à la réalisation de fibres optiques by : Antoine Le Rouge

Download or read book Nouveaux matériaux vitreux dopés par des ions ou des nanoparticules métalliques et destinés à la réalisation de fibres optiques written by Antoine Le Rouge and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse porte sur l'étude de nouveaux matériaux vitreux, dopés par des ions bismuth ou des nanoparticules d'or, à destination de l'optique guidée. L'efficacité optique dans l'infrarouge des composants réalisés avec des verres dopés bismuth sont limitées par la méconnaissance du centre émetteur. Nous étudions ici les propriétés de luminescence d'un système plus simple : la silice pure. L'évolution des propriétés spectroscopiques, avec la température, d'une fibre optique micro-structurée à cœur de silice dopée bismuth est étudiée. Nous en déduisons les énergies de vibration du centre émetteur. L'influence de l'atmosphère de fabrication de préformes sur leurs propriétés spectroscopiques a ensuite été établie. Un procédé de fabrication de préformes par déposition chimique en phase vapeur (MCVD) est utilisé pour synthétiser des préformes sous atmosphères contrôlées. Les propriétés optiques de ces préformes et fibres optiques conventionnelles sont présentées. Ces résultats corroborent la présence dans la silice d'un centre émetteur dans l'infrarouge lié à une entité réduite du bismuth. Nous étudions alors les propriétés optiques linéaires et non-linéaires de verres massifs et de fibres optiques dopés par des nanoparticules d'or. Leur résonance plasmonique de surface est mise à profit pour fabriquer un verre dont le coefficient non-linéaire est supérieur à celui de la silice. Des monolithes de silice Sol-Gel dopée et densifiée à des températures basses sont utilisés pour la réalisation de fibres optiques micro-structurées. Nous observons un comportement d'absorbant saturable pour le verre massif alors que la fibre optique présente un comportement de limitation optique.

Développement de verres, vitrocéramiques et fibres optiques aux propriétés magnéto-optiques pour isolateurs de Faraday

Author : Brice Bellanger
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Book Synopsis Développement de verres, vitrocéramiques et fibres optiques aux propriétés magnéto-optiques pour isolateurs de Faraday by : Brice Bellanger

Download or read book Développement de verres, vitrocéramiques et fibres optiques aux propriétés magnéto-optiques pour isolateurs de Faraday written by Brice Bellanger and published by . This book was released on 2022 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le développement de matériaux vitreux magnéto-optiques présentant un effet Faraday élevé répond à un besoin grandissant dans l'industrie des isolateurs de Faraday. Ceux présent sur le marché actuellement sont des monocristaux de Tb3Ga5O12 avec une concentration en Tb élevée et un procédé de fabrication coûteux. Dans ce sens, l'objectif de cette thèse est de réaliser des verres et fibres optiques fortement concentrés en terbium. La première approche est basée sur l'élaboration dite « conventionnelle » de verre par la méthode fusion-trempe. Des verres de fluorophosphate suivant la loi de composition (100-x)(70 NaPO3 30 BaF2) x TbF3 avec x = 35, 40, 45 et 50 mol.% ont été explorés et a permis l'obtention de verre massif présentant une constante de Verdet à 650 nm de -78 rad.T−1.m−1 pour la composition optimale avec x = 50 mol.% en TbF3. Cette valeur de constante de Verdet est la plus élevée rapportée pour un verre de fluorophosphate. Ensuite, la seconde approche consiste à amplifier la réponse magnéto-optique du terbium en l'associant à une autre terre-rare via le co-dopage. À partir de la composition des verres co-dopés suivant la composition (en mol.%) 35 NaPO3 - 15 BaF2 - 0,5 ((100-x) TbF3 - x REF3) avec les niveaux de substitution x = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 25, 50 et 100 où RE = Pr, Dy et Ho ont été explorés. Des constantes de verdet à 600 nm de -84,2, -84,5 et -84,5 rad.T−1.m−1 ont été rapportées pour les verres co-dopés respectivement avec du praséodyme, de l'holmium et du dysprosium comparativement à une constante de Verdet de -81,9 rad.T−1.m−1 pour le verre correspondant non co-dopé. Il s'agit à notre connaissance de la première démonstration de l'augmentation de l'effet Faraday par co-dopage dans des matériaux vitreux. L'influence de la géométrie de l'environnement des ions lanthanides sur l'effet associé au co-dopage a été réalisée dans des vitrocéramiques élaborées à partir des verres co-dopés de composition 35 NaPO3 - 15 BaF2 - 0,5 ((100-x) TbF3 - x PrF3) avec x = 0, 1, 2, 3, 4 et 5. Ceci a permis d'observer une augmentation de l'effet Faraday par co-dopage de 7,5% pour une matrice cristalline comparativement à une augmentation de 3,7% dans une matrice vitreuse. L'interaction de super-échange associé au co-dopage est alors optimisée dans le cadre d'un environnement cristallin en raison du meilleur recouvrement orbitalaire associé. Une approche « non-conventionnelle » pour outrepasser les limites de solubilité du terbium dans une matrice vitreuse est explorée. Elle consiste en l'élaboration de verre par lévitation aérodynamique permettant d'éliminer la cristallisation induite par l'interface liquide-creuset. Des compositions binaires 50 SiO2 - 50 Tb2O3 et 60 Al2O3 - 40 Tb2O3 en mol.% sont explorés et des constantes de Verdet respectives de -152 et -160 rad.T−1.m−1 à 632 nm sont rapportées. L'exploration de compositions binaires permet également de mettre en évidence l'influence de la matrice sur l'effet Faraday. Enfin, la dernière approche vise à obtenir une fibre optique de silice à partir du procédé MCVD fonctionnalisée par l'incorporation de nanoparticules de Tb2O3. L'optimisation de la dispersion ex-situ de nanoparticules via le système MCVD a permis d'obtenir 4 km de fibre optique présentant une concentration de 0,1 at.% en terbium dans le cœur. Cette fibre de silice présente une constante de Verdet à 660 nm de -7,06 rad.T−1.m−1 pour une atténuation variant de 1,34 à 0,13 dB.m−1 de 700 à 1100 nm. Cette valeur de constante de Verdet est la plus élevée rapportée pour une fibre de silice élaboré par MCVD.

Hybridation de fibres optiques et de nanoparticules semiconductrices

Author : Ali Hreibi
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Book Synopsis Hybridation de fibres optiques et de nanoparticules semiconductrices by : Ali Hreibi

Download or read book Hybridation de fibres optiques et de nanoparticules semiconductrices written by Ali Hreibi and published by . This book was released on 2012 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les lasers fibrés sont actuellement en passe de remplacer leurs homologues en raison de performances élevées liées à une architecture guidée, ayant pour impact direct une multitude d’application dans des domaines variés allant des télécommunications, au médical en passant par la sécurité ou encore les capteurs. Cependant cette technologie basée sur le dopage aux ions terres rares présente un inconvénient majeur qui ne permet pas de répondre au besoin croissant des nouvelles sources dites non conventionnelles en raison de la limitation de leur émission à quelques longueurs d'onde prédéfinies. Pour contourner cet obstacle, nous proposons dans le cadre de cette thèse d’utiliser un autre type de matériaux actifs que sont les nanoparticules semiconductrices connues sous le nom de quantum dots (QDs). Leurs propriétés optiques singulières sont fortement liées à leur taille et peuvent être contrôlées avec une grande précision pour couvrir une bande d’émission qui s’étend de l’ultraviolet à l’infrarouge moyen. Dans ce contexte, des nanoparticules ont été synthétisées par voie colloïdale dans le cadre de collaborations nationales et internationales et leurs propriétés ont été étudiées avant et après insertion dans les fibres optiques. Ainsi, l’émission de particules PbSe et CdSe/CdS a pu être observée puis guidée dans le coeur liquide des fibres par le mécanisme de réflexion totale interne. Fort de ces résultats, la simulation puis la réalisation expérimentale d’une cavité laser basée sur de telles fibres a été menée. Un effet laser a pu être déterminé théoriquement avec une efficacité proche de la limite quantique, associé à une démonstration expérimentale. En parallèle, des travaux complémentaires ont été entrepris afin de trouver de nouvelles voies d’incorporation des QDs dans les fibres optiques avec pour objectif à plus long terme d’améliorer la stabilité et la tenue au flux tout en réduisant les pertes du milieu hôte. Dans ce contexte, une étude importante a été consacrée à la réalisation de matériaux composites qui, après une phase de traitement thermique, ont montrés la formation de nanoparticules PbS de bonnes qualités constituant l’état de l’art du domaine. Enfin, des voies d’incorporation plus exotiques ont aussi été amorcées notamment avec l’idée de réaliser des structures actives guidantes dans l’air non disponibles actuellement. On peut citer le dépôt de mono-couches de nanoparticules dans les fibres creuses à cristal photonique ou encore la fonctionnalisation de l’aérogel.

Développement d’un verre à base d'oxydes de métaux lourds pour applications dans l'infrarouge

Author : Simon Dubuis
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Book Synopsis Développement d’un verre à base d'oxydes de métaux lourds pour applications dans l'infrarouge by : Simon Dubuis

Download or read book Développement d’un verre à base d'oxydes de métaux lourds pour applications dans l'infrarouge written by Simon Dubuis and published by . This book was released on 2020 with total page 64 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les télécommunications optiques requièrent le développement de nouveaux matériaux pour augmenter les échanges d’information. Parmi les matériaux régulièrement utilisés, le verre occupe une place importante. Sa transparence permet l’envoi de signaux sur de longues distances. Son faible coût et sa fabrication simple le rendent utilisable à grande échelle. Les verres d’oxyde courants comme les phosphates (1200 cm−1), les silicates (1100 cm−1) ou les borates (1400 cm−1) possèdent une transmission limitée dans la région mid-IR en raison de leur énergie de phonon élevée. D’autre part, des verres sans oxyde à basse énergie de phonon et à haute transparence dans le mid-IR sont caractérisés par une stabilité thermique faible. Pour combler ces lacunes, le verre à base d’oxyde de baryum, de germanium et de gallium (BGG) est étudié, caractérisé par une énergie de phonon faible, une large fenêtre de transmission, une grande stabilité thermique et de bonnes propriétés chimiques et mécaniques. Le projet de maîtrise explore ses propriétés thermiques, optiques et structurelles dans le but de développerune nouvelle fibre optique pour des applications dans l’infrarouge. La première partie de ce mémoire détermine une composition vitreuse optimale. La fenêtre de transmissionest maximisée, la stabilité thermique est élevée et la composition doit soutenir une purification. Parmi les différentes compositions, la composition 40GeO2 - 20Ga2O3 - 40BaO a été sélectionnée pour mener l’étude du dopage au bismuth et au thulium. La deuxième partie étudie le verre 40GeO2 - 20Ga2O3 - 40BaO comme matrice hôte pour le dopage de ces deux ions. Le dopage avec le bismuth présente une bande de photoluminescence remarquablement large dans la gamme spectrale de 1000-1600 nm. L’analyse XPS montre que le Bi3+ est responsable de cette émission. Enfin, les premiers essais de fibrage réalisés avec des échantillons de BGG montrent son potentiel pour la fabrication de fibres optiques.

FIBRES OPTIQUES EN SILICE DOPEES AVEC DES IONS CHROME

Author : VALERIE.. FELICE
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Total Pages : 163 pages
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Book Synopsis FIBRES OPTIQUES EN SILICE DOPEES AVEC DES IONS CHROME by : VALERIE.. FELICE

Download or read book FIBRES OPTIQUES EN SILICE DOPEES AVEC DES IONS CHROME written by VALERIE.. FELICE and published by . This book was released on 1999 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES FIBRES OPTIQUES EN SILICE DOPEES AVEC DES IONS CR 3 + ET CR 4 + SONT INTERESSANTES POUR LA REALISATION D'AMPLIFICATEURS ET DE LASERS COMPACTS LARGEMENT ACCORDABLES. CET INTERET PROVIENT DE L'ASSOCIATION DES PROPRIETES DE CONFINEMENT DE L'ENERGIE DES FIBRES OPTIQUES AVEC LES LARGES BANDES D'ABSORPTION ET D'EMISSION DES IONS METALLIQUES (PLUSIEURS CENTAINES DE NANOMETRES). DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE THESE, SONT ABORDEES LA THEORIE DES GROUPES DE SYMETRIE CRISTALLINS, LES MODELES DE TANABE ET SUGANO ET DE COORDONNE DE CONFIGURATION AINSI QU'UN ETAT DE L'ART DES PRINCIPAUX MATERIAUX MASSIFS DOPES AVEC DES IONS CR 3 + ET CR 4 +. LA SECONDE PARTIE COMPREND UNE DESCRIPTION DE LA METHODE DE FABRICATION DES ECHANTILLONS (MODIFIED CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION ASSOCIEE AU DOPAGE PAR DIFFUSION IONIQUE EN PHASE LIQUIDE), AINSI QUE LEUR CARACTERISATION EN ABSORPTION, EMISSION ET PAR RESONANCE PARAMAGNETIQUE ELECTRONIQUE. LES ECHANTILLONS SONT COMPOSES D'ENVIRON 98% DE SILICE, 0,5% DE P 2O 5, ONT DES POURCENTAGES VARIABLES DE AL 2O 3 (0 A 1%) ET DE GEO 2 (0 A 2%) ET SONT DOPES AVEC DES IONS CR 3 + ET/OU CR 4 +. NOUS OBTENONS AINSI QUE L'AJOUT DE 1% D'ALUMINIUM OXYDE L'ENSEMBLE DES IONS CR 3 + EN IONS CR 4 + ET PROVOQUE UNE DIMINUTION DU CHAMP CRISTALLIN NORMALISE DQ/B. NOUS AVONS EGALEMENT OBSERVE A 77 K L'EMISSION D'UNE FIBRE OPTIQUE DOPEE AVEC DES IONS CR 4 + (1250 NM = 500 NM).

Élaboration de fibres optiques nanostructurées dopées aux ions de terres rares

Author : Valérie Mauroy
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ISBN 13 :
Total Pages : 156 pages
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Book Synopsis Élaboration de fibres optiques nanostructurées dopées aux ions de terres rares by : Valérie Mauroy

Download or read book Élaboration de fibres optiques nanostructurées dopées aux ions de terres rares written by Valérie Mauroy and published by . This book was released on 2012 with total page 156 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les fibres optiques dopées aux ions erbium sont utilisées pour réaliser des amplificateurs. Dans un objectif de contrôler et de modifier les propriétés spectroscopiques de l’erbium dans ces fibres optiques à base de silice, nous étudions une voie originale consistant à encapsuler ces ions dans des nanoparticules d’oxyde obtenues in-situ directement au cours du procédé MCVD. La modification de l’environnement local de l’erbium permet de modifier les propriétés spectroscopiques. Ces nanoparticules apparaissent au cours de la fabrication grâce à l’incorporation d’un agent nucléant. Les cycles thermiques nécessaires à la fabrication de la préforme permettent alors de déclencher une séparation de phases spontanée. Cette thèse a pour but d’étudier l’influence des différents paramètres de fabrication (concentration en agent nucléant dans la solution de dopage, phases de consolidation ou de rétreint, etc.) sur les caractéristiques des nanoparticules et les propriétés spectroscopiques de l’erbium. L’étude des paramètres est regroupée dans ce manuscrit suivant deux axes : composition du matériau et cycles thermiques. Les nanoparticules ont été principalement caractérisées par Microscopie Electronique à Balayage (MEB). La spectroscopie de l’erbium a été analysée en réalisant des mesures de spectres d’émission et de temps de vie de la fluorescence à 1,5 μm. Des modifications spectroscopiques (élargissement de 40 à 60% de la largeur à mi-hauteur du spectre d’émission) ont été obtenues seulement pour les fibres présentant des diamètres moyens de particule élevés (50 nm). Les critères de transparence de pourront donc être satisfaits qu’en jouant sur la densité de particules.

Spectroscopie de nouveaux verres d'oxyfluorures dopés Er3+. Réalisation de fibres optiques en verres IR

Author : Patrick Houizot
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Book Synopsis Spectroscopie de nouveaux verres d'oxyfluorures dopés Er3+. Réalisation de fibres optiques en verres IR by : Patrick Houizot

Download or read book Spectroscopie de nouveaux verres d'oxyfluorures dopés Er3+. Réalisation de fibres optiques en verres IR written by Patrick Houizot and published by . This book was released on 2004 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: 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.

Élaboration et caractérisation de films vitreux nanostructurés par voie sol-gel

Author : Gilles Ehrhart
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Total Pages : 181 pages
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Book Synopsis Élaboration et caractérisation de films vitreux nanostructurés par voie sol-gel by : Gilles Ehrhart

Download or read book Élaboration et caractérisation de films vitreux nanostructurés par voie sol-gel written by Gilles Ehrhart and published by . This book was released on 2006 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail concerne l'élaboration et la caractérisation de guides d'onde planaires non dopés et dopés par des nanoparticules semi-conductrices et/ou des ions de terre rare. Ce type de dispositif trouve son intérêt dans l'étude de nouveaux systèmes dans le cadre des Technologies Avancées pour les Télécommunications Optiques. Il est bien connu que les systèmes optiques nécessite l'emploi d'amplificateurs afin de compenser les pertes optiques dans les circuits. Ces amplificateurs pourraient avoir un meilleur rendement et une plus grande souplesse grâce au transfert d'énergie entre nanoparticules semi-conductrices et ions de terre rare. En effet, les nanoparticules de semi-conducteur présentent d'une part des sections efficaces d'absorption plus importantes, de plusieurs ordres de grandeur que celles des ions de terre rare, et d'autre part des bandes d'absorption plus larges permettant l'accordabilité du pompage et l'augmentation du rendement optique. Afin d'étudier le phénomène de transfert d'énergie entre les nanoparticules de semiconducteur et les ions de terre rare, nous avons préparé des guides d'onde à base de ZrO2, non dopés et dopés, par le procédé sol-gel. Leurs propriétés optogéométriques ont été déterminées en utilisant la spectroscopie «m-lines» et en mesurant leurs coefficients d'atténuation. La spectroscopie Raman en configuration guidée a été utilisée pour caractériser la structure de ces guides et pour étudier les mécanismes accompagnant leur densification. Cette étude a été complétée par le biais de différentes techniques expérimentales telle que la spectroscopie d'émission utilisant l'ion Eu3+ comme sonde structurale. La mise en évidence de l'Influence du dopage par les ions Eu3+ se traduit par un ralentissement du processus de densification du réseau de zircone. Un autre dopage a ensuite été opéré à l'aide de nanoparticules de CdS et de ZnS. Les précurseurs des métaux et du soufre ont été introduits directement dans le sol de ZrO2 amenant à la précipitation in situ des particules lors du recuit. Leur taille et leurs propriétés d'émission ont été étudiées par les spectroscopies d'absorption UV-visible, d'émission et d'excitation. Enfin, le transfert d'énergie a été caractérisé lors du co-dopage de ZrO2 par ZnS:Eu3+. La spectroscopie d'émIssion de l'ion Eu3+ par excitation dans l'UV nous a montré une exaltation de rémission d'un facteur 42 à 10 K. La spectroscopie d'excitation de l'ion Eu3+ a confirmé l'existence du transfert d'énergie par l'émergence d'une bande liée à l'absorption des particules.

Matrices Vitreuses Et Nanoparticules Semi-conductrices Pour L'amplification de L'optique Non-linéaire

Author : Bruno Capoen
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Book Synopsis Matrices Vitreuses Et Nanoparticules Semi-conductrices Pour L'amplification de L'optique Non-linéaire by : Bruno Capoen

Download or read book Matrices Vitreuses Et Nanoparticules Semi-conductrices Pour L'amplification de L'optique Non-linéaire written by Bruno Capoen and published by . This book was released on 2006 with total page 107 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le thème principal développé dans cet exposé concerne l'élaboration et la caractérisation de matériaux dédiés à l'optique. Des verres, élaborés sous forme massive ou de couches minces, ont été le plus souvent dopés par des ions actifs et/ou des nanoparticules semi-conductrices afin de leur conférer des propriétés spécifiques pour l'amplification optique ou pour l'optIque non-linéaire. Au cours de ces 10 dernières années .. notre activité de plus en plus soutenue sur les matériaux sol-gel a permis de mieux contrôler la synthèse de matrices variées. La silice sol-gel par exemple, peut être préparée selon deux méthodes qui utilisent différents alkoxydes précurseurs. Nous avons mené une étude assez approfondie à propos de l'influence de plusieurs ions dopants sur la cinétique de gélification, puis de densification des gels de silice. Nous avons ainsi mis en évidence l'effet retardateur ou accélérateur de certains cations. Par ailleurs, de tels effets ont été reliés à l'interaction électrostatique de ces ions dopants avec ceux du réseau de silice. Une meilleure compréhension des phénomènes liés aux groupements hydroxyles, le développement de méthodes de déshydratation/densification et un meilleur contrôle de la porosité des gels initiaux nous amènent désormais à produire des barreaux de silice pure monolithique. Ces barreaux peuvent être inclus dans un assemblage pour la réalisation d'une préforme de fibre microstructurée. Avec l'augmentation des débits d'information, de nouvelles solutions sont activement recherchées pour acheminer, amplifier et traiter les signaux télécom autour de la longueur d'onde 1,5 μm. C'est ainsi que nous avons développé et étudié des matrices dopées erbium pour l'amplification large bande (alumino-silicates, tellurites). L'étude, essentiellement structurale et spectroscopique, de ces matériaux porte sur leur capacité à accueillir le maximum d'ions Er3+ sans phénomène d'agrégation et à générer du gain optique en configuration guidante. Nos travaux fondamentaux sur le transfert d'énergie entre nanoparticules et ions de terres rares relèvent quant à eux, de deux autres objectifs. celui d'augmenter la section efficace d'absorption des matériaux dopés et celui d'autoriser un pompage large bande des amplificateurs. Au laboratoire, un tel transfert a été mis en évidence entre des nanoparticules de ZnS et l'ion Eu3+ dans des films sol-gel de Zr02. Enfin, l'intérêt pour les nanocristaux semi-conducteurs tient également à leurs potentialités en optique non-linéaire. Les méthodes chimiques et physiques (dépôt radiofréquence) ont été mises en œure pour générer des nanoparticules de CdS, PbS ou InSb en solution et sous forme de films minces dans des matrices de TiO2 ou de silice. Un banc de mesure Z-scan a été mis en place au laboratoire et les premières mesures de coefficients non-linéaires sur ces matériaux ont révélé l'importance du régime impulsionnel et de la qualité des nanoparticules dans la quête d'un effet Kerr rapide non résonant d'origine purement électronique.

Etude et synthèse de verres de silice dopée pour la réalisation de fibres optiques conventionnelles et micro-structurées

Author : Laurent Bigot
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ISBN 13 :
Total Pages : 116 pages
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Book Synopsis Etude et synthèse de verres de silice dopée pour la réalisation de fibres optiques conventionnelles et micro-structurées by : Laurent Bigot

Download or read book Etude et synthèse de verres de silice dopée pour la réalisation de fibres optiques conventionnelles et micro-structurées written by Laurent Bigot and published by . This book was released on 2011 with total page 116 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'avènement des fibres optiques micro-structurées au milieu des années 90 a présenté un souffle nouveau pour la communauté des fibres optiques dans la mesure où plusieurs barrières techniques et scientifiques infranchissables avec les fibres conventionnelles ont pu être dépassées. Outre des propriétés de guidage innovantes, ces nouvelles géométries de fibres ont permis d'exploiter les atouts de verres jusqu'alors difficilement exploitables en géométrie fibrée. C'est dans ce contexte que s'est déroulée l'activité de recherche présentée tout au long de ce travail, activité qui couvre différents aspects de la problématique des fibres optiques, notamment des fibres optiques actives, développées ces dix dernières années. Ainsi, la caractérisation des propriétés luminescentes de verres dopés Er3+et de verres dopés Bismuth sera présentée avec, dans le premier cas, un accent particulier mis sur les études utilisant la spectroscopie haute résolution. L'étude de verres à base de nano-structures métalliques et semi-conductrices sera également exposée, à la fois du point de vue des propriétés de luminescence mais également des propriétés non-linéaires. Enfin, le développement de procédés de fabrication de préformes de fibres optiques tels que le dépôt externe en phase vapeur, sera détaillé de même que la démonstration de l'intérêt de tels procédés pour la réalisation de fibres à bandes interdites photoniques innovantes.

Nanoparticules métalliques en matrices vitreuses pour l'amplification Raman

Author : Éric Nardou
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Book Synopsis Nanoparticules métalliques en matrices vitreuses pour l'amplification Raman by : Éric Nardou

Download or read book Nanoparticules métalliques en matrices vitreuses pour l'amplification Raman written by Éric Nardou and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les fibres optiques utilisées pour le transfert d'information présentent des pertes de signal pendant leur propagation. Ainsi, ces signaux ont besoin d'être régulièrement amplifiés. De nos jours, l'Amplification Raman, basée sur le principe de diffusion Raman stimulée, est une des techniques utilisées pour réaliser ces amplifications. Les nanoparticules de métaux nobles ont des propriétés optiques uniques provenant de l'oscillation collective des électrons lorsqu'elles interagissent avec une onde électromagnétique. Ces particules absorbent fortement le champ électromagnétique à une fréquence appelée fréquence de résonance de plasmon de surface. Ce travail de thèse concerne l'influence des nanoparticules métalliques sur l'amélioration de l'Amplification Raman. Il s'inscrit dans le cadre du projet ANR Fenoptic (2010-2012), réunissant l'entreprise Draka et plusieurs laboratoires français (ICB Dijon, CMCP Paris, LPCML Lyon), qui s'intéressent à l'intégration des nanoparticules de métaux nobles à l'intérieur des fibres optiques afin d'utiliser la résonance de plasmon de surface pour améliorer l'efficacité des amplificateurs optiques. Dans ce travail, différentes sources de nanoparticules métalliques ont été examinées (suspensions, couches, préformes de fibre optique). Les expériences ont porté sur la caractérisation (forme et position du plasmon) de nanoparticules de métaux nobles incluses en matrices vitreuses ainsi que sur des mesures de spectroscopie Raman au travers desquelles le phénomène de Diffusion Raman Exaltée de Surface (SERS) a particulièrement été étudié. Pour la première fois, nous avons mis en évidence l'exaltation du signal Raman d'une matrice vitreuse.

Nouveaux matériaux vitreux thiohalogènes transparents dans l'infrarouge

Author : Brigitte Tsobgny
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Book Synopsis Nouveaux matériaux vitreux thiohalogènes transparents dans l'infrarouge by : Brigitte Tsobgny

Download or read book Nouveaux matériaux vitreux thiohalogènes transparents dans l'infrarouge written by Brigitte Tsobgny and published by . This book was released on 1989 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: RECHERCHE DE NOUVEAUX VERRES TRANSPARENTS DANS L'INFRAROUGE. IL S'AGIT DE VERRES THIHALOGENES A BASE DE SULFURE D'ANTIMOINE ET DE PLOMB. ETUDE DES PROPRIETES THERMIQUES, MECANIQUES ET OPTIQUES EN VUE DE LEUR APPLICATION COMME FIBRES OPTIQUES

Etude de nouveaux verres de phosphate et développement de fibres optiques amplificatrices pour des applications en télécommunications

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Author : Karine Seneschal
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Book Synopsis Etude de nouveaux verres de phosphate et développement de fibres optiques amplificatrices pour des applications en télécommunications by : Karine Seneschal

Download or read book Etude de nouveaux verres de phosphate et développement de fibres optiques amplificatrices pour des applications en télécommunications written by Karine Seneschal and published by . This book was released on 2001 with total page 146 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le transport d'informations par fibres optiques a déclenché une évolution rapide des technologies. Afin de transférer les données avec un grand débit, de nombreuses recherches sont menées pour développer un réseau de télécommunication tout optique. En particulier, le développement d'amplificateurs optiques compacts appropriés pour l'intégration est un challenge dans le secteur de l'optique intégrée. Pour qu'un dispositif compact puisse amplifier le signal à 1,55 um sur une longueur de quelques centimètres seulement, la matrice d'accueil doit pouvoir incorporer des concentrations en ions Er3+ élevées sans formations de clusters. Les verres de phosphate s'avèrent être d'excellents candidats pour ce type d'application. Dans ce projet de recherche, nous avons développé et fabriqué de nouveaux verres de phosphate pouvant incorporer de fortes concentrations en ions terre rare. Les propriétés physico-chimiques de ces verres ont été étudiées : ils sont stables chimiquement, et ils présentent des qualités optiques remarquables. Le jeu des compositions est flexible et permet d'ajuster les compositions pour obtenir des comportements thermomécaniques proches et des indices de réfraction adéquats pour fabriquer des fibres optiques monomodes. Une étude par RMN du solide a ét ́intégralement réalisée pour établir la structure de ces verres. Les propriétés spectroscopiques des ions Er3+ et de système co-dopés Er3+/Yb3+ dans ces verres de phsophate ont été étudiées : le transfert d'énergie par addition de photons entre les ions Er3+ est faible et le transfert d'énergie des ions Yb3+ vers les ions Er3+ dans les systèmes co-dopés est efficace. Des fibres optiques monomodes à base de verre de phosphate dopé Er3+ et co-dopés Er3+/yb3+ ont été fabriquées par la technique du "barreau dans tube" puis caractérisées, en particulier en terme de performances d'amplification. Un gain net de 5dB/cm autour de 1,55um a été obtenu pour un fibre co-dopée Er3+/Yb3+ mesurant 3,6 cm de longueur.

Elaboration de verres sodocalciques dopés avec des nanoparticules métalliques et semi-conductrices

Author : Rim Faraj
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ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
Book Rating : 4.:/5 (117 download)

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Book Synopsis Elaboration de verres sodocalciques dopés avec des nanoparticules métalliques et semi-conductrices by : Rim Faraj

Download or read book Elaboration de verres sodocalciques dopés avec des nanoparticules métalliques et semi-conductrices written by Rim Faraj and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de cette thèse est de doper des verres sodocalciques avec des nanoparticules d'argent, d'or et de cobalt. La procédure suivie dans ce travail repose sur l'association des techniques d'échange ionique thermique (classique ou assisté par champ électrique) et d'une insolation laser UV continue (244nm). La première partie de la thèse concerne l'effet de l'oxygène sur la croissance des nanoparticules d'argent. Nous avons démontré un effet réducteur de l'oxygène sur les ions argent et par suite un effet positif sur la croissance des nanoparticules. La deuxième partie de la thèse concerne le dopage des verres avec des nanoparticules d'or. Nous avons démontré que la formation de nanoparticules d'or dépend fortement de la température appliquée durant l'échange ionique. Après optimisation des paramètres expérimentaux, nous avons pu montrer l'efficacité de nos substrats pour la détection par effet SERS de molécules très peu concentrées. La dernière partie de ce travail porte sur les résultats obtenus avec le cobalt. Nous avons démontré la formation de nanoparticules de Co3O4 et de CoO à la surface des verres. L'étude Raman menée a permis de montrer la possibilité de contrôler la phase cristalline de l'oxyde de cobalt. Mes travaux s'achèvent sur l'étude du co-dopage des verres par des nanoparticules d'argent et de cobalt. La faisabilité de ce co-dopage a été démontrée et nous avons pu mettre en évidence l'oxydation préférentielle du cobalt vis-à-vis de l'argent, ouvrant de nouvelles voies autant sur l'optimisation des capteurs à effet SERS, que vers des applications magnéto-optiques potentielles.

Synthèse et caractérisation de verres pour l'impression 3D par laser

Author : Théo Guerineau
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
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Book Synopsis Synthèse et caractérisation de verres pour l'impression 3D par laser by : Théo Guerineau

Download or read book Synthèse et caractérisation de verres pour l'impression 3D par laser written by Théo Guerineau and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La recherche de nouvelles de technologies de rupture pour le développement de systèmes photoniques performants, compacts et à moindre consommation énergétique représente un défi majeur dans le domaine des matériaux. A cette problématique, l'inscription laser directe dans les matériaux vitreux transparents est une approche à fort potentiel. En effet, par modification multi-échelle (du nanoscopique au macroscopique) en trois dimensions, une multitude de fonctionnalités peut être incrémentée par cette technique tout-optique. Une approche novatrice repose sur l'irradiation laser femtoseconde de verres non conventionnels, dont la photosensibilité a été améliorée en amont, dès la conception du verre. Ainsi, dans un verre comportant des ions argent, l'inscription laser directe permet le déploiement de nombreuses fonctionnalités reposant sur la photochimie induite de l'argent, sans pour autant affecter la qualité optique de la matrice vitreuse. Une telle photostructuration permet notamment dans les verres phosphates de générer de nouvelles espèces moléculaires correspondant à des agrégats d'argent. Sur des échelles sub-microniques et en trois dimensions, la formation contrôlée de ces espèces permet la création maîtrisée de plusieurs propriétés optiques à très fort contraste optique : fluorescence, variation d'indice de réfraction, génération de seconde et troisième harmonique, voire développement de nanoparticules métalliques plasmoniques.Les travaux exposés dans cette thèse traitent d'aspects théoriques et technologiques en science des verres, s'articulant autour de la photochimie de l'argent. Premièrement, dans un système vitreux phosphate P2O5 - Ga2O3 - Na2O dopé à l'argent (GPN:Ag), une étude détaillée portant sur les relations structure-propriété a été réalisée. Grâce à cette étude, une corrélation entre la structure vitreuse, l'environnement de l'argent et la photosensibilité des verres a pu être mise en évidence. Deuxièmement, deux compositions du système vitreux GPN:Ag, respectivement de faible et forte photosensibilité, ont été soumises à l'implémentation de deux fonctionnalités : l'inscription laser de structures résilientes aux rayons X et le fibrage de ces verres. L'apport de ces fonctionnalités atteste des fortes potentialités et valeurs ajoutées de cette famille de verre GPN:Ag pour l'élaboration de capteurs intégrés et/ou fibrés de rayons X. Parallèlement, l'étude réalisée entre deux verres phosphates à l'argent avec ou sans ions co-mobiles (sodium, fluor) a permis de mieux appréhender la propriété de réinscription laser, corrélée à la gestion du réservoir d'ions argent. Par approche tout-optique, des périodicités spatiales de 200 à 300 nm ont ainsi pu être obtenues dans une composition GPN:Ag spécialement élaborée. La maîtrise conjointe de la synthèse de verres spéciaux et de la structuration laser, a conduit à la première démonstration de réseaux de Bragg intégrés à des guides d'onde, uniquement sous-tendus par la photochimie de l'argent sous irradiation laser. Troisièmement, un nouveau système vitreux d'oxydes lourds Ga2O3 - Ge2O - K2O (GGK), compatible avec la photochimie de l'argent, a été considéré. Ce système vitreux est très intéressant car il possède une fenêtre de transmission étendue jusque dans l'infrarouge moyen. Par frittage flash de poudre de verre GGK, des pastilles transparentes amorphes et vitrocéramisées de phase non-centrosymétrique KGaGeO4 ont pu être obtenues. Conjointement, l'introduction d'argent dans le verre GGK étant délicate, une étude substituant des ions potassium par du baryum a mis en évidence la stabilisation de l'argent dans la matrice vitreuse. En perfectionnant les rapports cationiques de ces verres GGK avec du baryum, un verre accueillant la photochimie de l'argent a pu être élaboré et photostructuré par laser. Ce nouveau verre ouvre alors le large potentiel de structuration laser à l'argent pour la gamme de longueur d'onde d'intérêt entre 3 et 5 μm.

Mise au point et caractérisation de nouvelles compositions de verres de silice dopée ytterbium par méthode plasma (SPCVD) pour application en tant que fibre laser

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Author : Alexandre Barnini
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Book Synopsis Mise au point et caractérisation de nouvelles compositions de verres de silice dopée ytterbium par méthode plasma (SPCVD) pour application en tant que fibre laser by : Alexandre Barnini

Download or read book Mise au point et caractérisation de nouvelles compositions de verres de silice dopée ytterbium par méthode plasma (SPCVD) pour application en tant que fibre laser written by Alexandre Barnini and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les fibres optiques en silice dopées ytterbium sont couramment utilisées pour des applications laser à forte puissance depuis plusieurs années. Ces puissances ne cessent de croître en raison de progrès continus sur les procédés de fabrication des fibres optiques. Cette thèse s'intéresse à l'élaboration de cœurs de fibres optiques en silice vitreuse dopée ytterbium par un procédé plasma (SPCVD). Cette technique a été inventée en 1986 pour la fabrication de fibres optiques de télécommunications et nous l'avons adaptée dans ces travaux de thèse à la fabrication de cœurs de fibres à grande aire effective dopés en terres rares. Dans un premier temps, la mise au point du procédé et des différentes sources d'évaporation des précurseurs est présentée. Les principaux cœurs de fibres élaborés sont très riches en silice, et faiblement dopés en aluminium, en fluor et en ytterbium. L'homogénéité radiale et longitudinale des cœurs est discutée, et plusieurs options sont proposées pour l'améliorer. Dans un deuxième temps, la structure du réseau vitreux des cœurs élaborés ainsi que l'environnement et la dispersion de l'ion Yb3+ au sein du réseau vitreux silicaté sont étudiés. Pour cela, une approche multi-spectroscopique est utilisée : la résonance magnétique nucléaire informe sur l'environnement des noyaux à spin nucléaire non nul 29Si, 27Al et 19F tandis que la résonance paramagnétique électronique à impulsions permet à la fois de sonder spécifiquement l'environnement de l'ion Yb3+ et d'étudier sa dispersion au sein du réseau vitreux. Ces expériences sont complétées par des caractérisations optiques telles que l'absorption et la luminescence des ions Yb3+. Enfin, les cœurs de fibres élaborés par la méthode SPCVD sont caractérisés en cavité laser. L'efficacité de conversion, la qualité de faisceau et la résistance au photonoircissement de plusieurs cœurs aluminosilicatés co-dopés en fluor et en ytterbium sont présentés.

Elaboration de nanostructures cœur-couronne or-silice dopées par des ions lanthanides pour l’exaltation de la luminescence dans les fibres optiques de spécialité

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Author : Laure Bertry
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Total Pages : 184 pages
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Book Synopsis Elaboration de nanostructures cœur-couronne or-silice dopées par des ions lanthanides pour l’exaltation de la luminescence dans les fibres optiques de spécialité by : Laure Bertry

Download or read book Elaboration de nanostructures cœur-couronne or-silice dopées par des ions lanthanides pour l’exaltation de la luminescence dans les fibres optiques de spécialité written by Laure Bertry and published by . This book was released on 2013 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse participe au projet ANR Fenoptic qui vise à exploiter les propriétés plasmoniques de nanoparticules métalliques incorporées dans des fibres optiques de spécialité. Actuellement, afin de limiter l’atténuation du signal à longue distance, celui-ci est ré-amplifié à intervalles réguliers par émission stimulée d’ions terres rares dispersés dans le cœur des fibres. L’objectif de ce travail de thèse est d’améliorer l’efficacité de l’amplification du signal en exaltant l’émission des ions luminescents grâce à un couplage efficace avec le cœur métallique. Des nanostructures multicouches originales consistant en une nanoparticule d’or enrobée de couronnes de silice pures ou dopées par des ions lanthanides ont été développées par chimie douce. La forme et la taille des cœurs d’or, ainsi que l’épaisseur et le taux de dopage des couronnes de diélectrique ont été finement contrôlés en solution, et des suspensions stables ont été obtenues. Des références optiques ont également été mises au point par dissolution du cœur métallique. Ces nanostructures sont insérées dans des matrices de silice sol-gel de qualité optique et caractérisées par spectroscopie d’émission et déclin de luminescence. Une forte extinction de la luminescence de l’europium (III) est observée à une distance de 2 nm de nanosphères d’or. Cette extinction diminue légèrement à mesure que la distance de couplage augmente, mais persiste jusqu’à 28 nm au moins. La possibilité d’incorporer ces nanostructures dans des cœurs silice de fibres optiques a été évaluée pour un procédé haute température détenu par Draka. Des essais préliminaires selon un procédé semi-industriel par voie sol-gel ont également été initiés.