Caractérisation et contrôle de surface pour une nouvelle génération de fibres creuses

Discipline

Sciences et ingénierie pour l’information

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Fibres creuses, Rugosité de surface, Profilomètre optique, Ultraviolet

Mots-clés

Fibres optiques à cœur creux - Innovation - Surfaces -- Propriétés optiques,

Surfaces (physique),

Surfaces (technologie)

Cette thèse de doctorat se focalise sur la problématique des pertes induites par la présence d’une rugosité de surface au sein des fibres optiques à cœur creux (HCPCF). Ce phénomène localisé à l’interface cœur/gaine a pour conséquence de limiter actuellement les performances de ces fibres creuses aussi bien aux courtes longueurs d’onde de l’ultraviolet qu’à l’infrarouge, domaine spectral de référence des télécommunications optiques. Dans ce contexte, mes travaux de thèse se sont déclinés en deux voies de recherche complémentaires. Un premier axe a eu pour objectif de concevoir et réaliser des fibres HCPCF à rugosité de surface réduite par l’implémentation de techniques de fabrication innovantes. Un second axe s’est lui focalisé sur la caractérisation de cette rugosité de surface et de la diffusion induite au sein des fibres HCPCF par la construction complète d’un profilomètre optique de résolution picométrique et d’une cavité optique résonante. Les résultats obtenus ont alors permis d’améliorer la qualité de surface d’un facteur 3 en appliquant un principe de « cisaillement » à l’interface cœur/gaine qui se sont traduits par un nouvel état de l’art des pertes des fibres HCPCF à couplage inhibé dans la gamme spectrale du visible et de l’ultraviolet : 50 dB/km à 290 nm, 9,7 dB/km à 369 nm, 5,0 dB/km à 480 nm, 0,9 dB/km à 558 nm et 1,8 dB/km à 719 nm. Aussi, en implémentant une seconde technique originale de fabrication dite « opto-thermique », il a été démontré qu’on pouvait agir sur la dynamique des ondes capillaires de surface générée permettant pour la première fois de venir structurer le profil de surface associé. Finalement, l’ensemble de ces avancées témoignent de la réalisation d’une nouvelle génération de fibres creuses.