Etude et développement de fibres optiques par voie sol-gel composées de nanocristaux à base d'oxydes (ZrO₂, SnO₂) : Application aux sources lasers

Discipline

Électronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Mathématiques

Mots-clés libres

oxydes, fibres optiques, lasers, sol-gel (procédé), nanomatériaux

Mots-clés

Fibres optiques - Thèses et écrits académiques,

Matériaux nanostructurés - Thèses et écrits académiques,

Sol-gel, Procédé - Thèses et écrits académiques,

Spectroscopie laser - Thèses et écrits académiques,

Oxydes - Thèses et écrits académiques

La couverture spectrale des lasers à fibres dopées par des ions terres rares atteint aujourd'hui une limite spectrale. Son extension à des longueurs d'onde non conventionnelles nécessite de s'ecarter des matrices classiques couramment fabriquées par MCVD. Les systèmes binaires silice - zircone et silice - oxyde d'étain possèdent la transparence optique de l'UV à l'infrarouge et permettent un fort dopage en ions TR. La modification de l'environnement de ces ions, par la présence de nanocristallites de zircone ou d'oxyde d'étain, leur confère de nouvelles propriétés spectrales d'absorption et d'émission. Dans ce travail de thèse, des fibres optiques hybrides nanostructurees dans les systèmes SiO₂ - ZrO₂ et SiO₂ - SnO₂ ont ete réalisées. Plusieurs paramètres (taux de cristallite ou concentration en ions TR) et techniques de fabrication (≪ inverse dip-coating ≫ et ≪ powder in tube ≫) ont été éprouvées. L'influence de telles nanostructures observées par des études DRX et MET, a été démontrée sur les propriétés mécaniques pendant l'étape de fibrage, ainsi que sur les propriétés optiques des poudres et fibres realisées. Nous démontrons l'obtention d'émissions lasers par dopage en Yb³⁺ ou Er³⁺ très efficaces. Ces rendements montrent la pertinence des matrices utilisées. Ces résultats sont encourageants pour le développement de sources lasers fibrees IR et de nouvelles générations de fibres optiques nanostructurées.