Fibres optiques en verre de borophosphate de niobium pour des applications en optique non linéaire

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Fluctuation de densité, Génération de supercontinuum

Mots-clés

Verre,

Fibres optiques,

Optique non linéaire,

Génération de second harmonique

Les principaux objectifs de cette thèse étaient de développer des fibres optiques de borophosphate riche en niobium avec une qualité optique améliorée ainsi que de tirer profit de leur haute non linéarité pour des applications comme dispositifs de guides d'ondes dans le proche infrarouge. Les travaux exposés dans cette thèse traitent d’aspects théoriques et pratiques en science des verres. Ils s’articulent autour du système vitreux borophosphate riche en niobium : (100-x) [(0,95 NaPO3 + 0,05 Na2B4O7)] - x Nb2O5 ; avec x le taux (mol %) de Nb2O5 dans le verre. Dans un premier temps, une étude détaillée portant sur les propriétés thermiques, rhéologiques et sur l’étirage des préformes a été réalisée. Grâce à cette étude une corrélation entre la composition et la capacité de fibrage des verres a pu être mise en évidence. La relation entre la méthode de synthèse du verre et les pertes optiques a ensuite été étudiée. Nous avons montré qu’une approche ne nécessitant pas la coulée du verre permet l’obtention de fibres avec des pertes significativement plus faibles. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à la haute non linéarité de ces verres. Nous avons démontré la faisabilité du traitement de polarisation thermique (poling) sur des fibres de sections rectangulaires pour la génération de seconde harmonique. D’autre part, les effets de propagation des impulsions laser intenses dans des fibres d’architectures cœur/gaine rectangulaire ont été explorés, montrant à terme la capacité de ces verres à générer des sources supercontinuum allant jusqu’a 2.5 µm.