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[en] A POLARIMETER OF LOW COST / [pt] UM POLARÍMETRO DE BAIXO CUSTOGUILHERME PENELLO TEMPORAO 01 October 2003 (has links)
[pt] Um novo modelo de polarímetro, baseado em lâminas de
birrefringência variável controladas por atuadores
piezoelétricos, é apresentado e construído. O dispositivo é
baseado na divisão no tempo do sinal luminoso e, comparado a
outros modelos de sua categoria, apresenta uma série de
atrativos, como baixo custo e simplicidade. É realizada uma
comparação de resultados entre o polarímetro desenvolvido e
um polarímetro comercial para luz polarizada e parcialmente
polarizada. / [en] A new polarimeter model, based on time-varying
birefringence caused by piezoelectric-controlled fiber-
squeezing plates, is presented and constructed. The
device is based on time division of the light signal and,
in comparison with other polarimeters of its kind, features
many advantages, like low cost and simplicity. The results
given by the new polarimeter and a commercial one are
compared, using polarized and partially polarized light.
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Cathodoluminescence characterization study of point defects in silica-based materials : optical fibers and nanoparticles / Caractérisation par cathodoluminescence des défauts ponctuels dans les matériaux à base de silice : fibres optiques et nanoparticulesReghioua, Imene 12 March 2018 (has links)
L'utilisation récente des fibres optiques (FOs) à base de silice dans des environnements extrêmes, a incité les chercheurs à accélérer leurs études de vulnérabilité. De tels défis sont fortement liés à la bonne compréhension des effets à la fois macroscopiques et microscopiques des différents types de radiations sur la réponse des FOs. Cette thèse de doctorat présente une étude complémentaire aux études précédemment menées sur les différents défauts ponctuels dans les FOs à base de silice par Cathodoluminescence (CL). Cette technique offre la possibilité de détecter les centres luminescents mais aussi de suivre leurs distributions spatiales, leurs cinétiques de création et de guérison en fonction de l'irradiation électronique. Dans ce manuscrit, nous introduisons tout d'abord un résumé des connaissances actuelles sur les défauts liés à la silice pure et différemment dopée.Les détails de notre procédure expérimentale sont discutés dans le 2ème chapitre où nous montrons que les doses déposées lors des mesures CL sont très importantes. Dans le 3ème chapitre nous présentons une étude systématique de la réponse en CL des différentes classes de FOs, dans lesquelles différentes bandes d'émission sont discutées. Le 4ème chapitre traite l'impact d'une variation des conditions d'irradiation électronique sur les centres GLPC, l'un des défauts liés au Ge les plus importants. Enfin, dans le 5ème chapitre, nous avons montré la possibilité de produire des nanoparticules à base de silice par ablation laser, et la capacité de la technique CL de caractériser ce type de matériaux, ce qui ouvre la porte à d'autres utilisations de cette technique pour la caractérisation de nanoparticules. / The recent use of silica-based optical fibers (OFs) in harsh environments pushed the researchers to accelerate their vulnerability and hardening studies. Such challenges are strongly linked to the good understanding of the macroscopic as well as the microscopic effects of different types of radiations on the silica-based OF's response. This PhD thesis presents a complementary study to previous researches on the properties of different point defects in silica-based OFs by Cathodoluminescence (CL). Such technique offers the ability to both detect the luminescent centers and to follow their spatial distribution, their growth and decay kinetic as a function of the electron beam characteristics. ln the present manuscript we first summarize the current knowledge regarding point defects in pure silica or silica glass doped with Ge, P, Ce, N or Al. Details of the experimental procedure are discussed in the 2nd chapter in which we highlight that the equivalent dose deposited during the various configuration of CL measurements are very large. ln the 3rd chapter, we perform an overview study of the CL responses of different classes of OFs, in which many emission bands related to the different dopants were discussed. The 4th chapter focuses on the study of the effects of varying beam conditions on the signature of Germanium Lone Pair Center (GLPC), one of the most important Ge-related point defects. Finally, in chapter V, we demonstrate the possibility to produce silica-based nanoparticles by laser ablation process, and the ability of the CL technique to characterize such materials, which opens the door to other employments of this technique for future studies on nanoparticles.
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Contribution à l'étude des propriétés spectrales des réseaux de Bragg fibrés : Analyse et exploitation des propriétés de polarisationBette, Sébastien 11 March 2008 (has links)
Un réseau de Bragg fibré est un tronçon de fibre optique dont le coeur
présente une modification périodique et permanente de l’indice de réfraction.
Dans sa structure la plus simple, il se comporte, en réflexion, comme un miroir
sélectif en longueur d’onde, ne réfléchissant qu’une plage de longueurs
d’onde autour de la longueur d’onde de Bragg. Le signal transmis est alors
débarrassé des composantes spectrales réfléchies par le réseau de Bragg. Ce
composant fibré correspond donc à un filtre optique pour lequel il est important
de caractériser les évolutions, en fonction de la longueur d’onde, des
réponses en amplitude et en phase.
En pratique, les réseaux de Bragg fibrés sont largement utilisés pour la
réalisation de différents composants utiles dans le domaine des télécommunications
par fibres et des capteurs optiques. De manière générale, il s’avère de
plus en plus important de caractériser les propriétés de polarisation induites
par la présence de biréfringence des composants optiques ; il en est de même
pour les réseaux de Bragg fibrés. En effet, avec l’augmentation des débits de
transmission, les communications par fibres optiques sont de moins en moins
tolérantes aux effets associés à la polarisation de la lumière. L’utilisation des
réseaux de Bragg pour des applications de télécommunications requiert donc
de connaître leurs propriétés de polarisation. De même, dans le domaine des
capteurs, l’information offerte par l’évolution de ces propriétés en fonction
des contraintes extérieures peut être utile pour améliorer les performances et
les potentialités des capteurs à réseaux de Bragg.
Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous présentons une étude des
propriétés spectrales des réseaux de Bragg fibrés en y incluant l’analyse des
propriétés de polarisation de la lumière causées par la présence de biréfringence
au sein du réseau. Cette étude est menée pour deux catégories de réseaux
de Bragg présentant de la biréfringence.
Une première catégorie concerne les réseaux inscrits dans des fibres hautement
biréfringentes. Pour ces fibres, étant donné les valeurs importantes de
biréfringence considérées, ses effets sont directement visibles sur la réponse
classique en amplitude. Dans ce cas, nous démontrons qu’il est possible de
modéliser complètement les évolutions, en fonction de la longueur d’onde,
des paramètres permettant de caractériser les propriétés de polarisation des
réseaux de Bragg. Une étude théorique et expérimentale est présentée pour
les paramètres de Stokes, le paramètre de PDL (Polarisation Dependent Loss
- perte dépendante de la polarisation) et le paramètre de DGD (Differential
Group Delay - délai de groupe différentiel).
Une seconde étude est menée pour les réseaux de Bragg inscrits dans des
fibres standards. Pour ces réseaux, la biréfringence est relativement faible si
bien que ses effets sont difficilement perceptibles sur la réponse en amplitude
du réseau. Elle n’est donc généralement pas prise en considération lors
de l’analyse des propriétés spectrales des réseaux. Nous montrons cependant
dans cette thèse de doctorat qu’elle conduit à des valeurs importantes des paramètres
de polarisation (paramètres de Stokes, PDL et DGD). Compte tenu
des différentes origines possibles de la biréfringence des réseaux, nous exposons
deux modèles caractérisant la présence de la biréfringence. Les résultats
théoriques obtenus pour ces deux modèles sont alors systématiquement comparés.
Nous rapportons finalement des résultats expérimentaux en adéquation
avec les résultats théoriques.
Pour ces réseaux de Bragg faiblement biréfringents, nous établissons également
la relation qui existe entre les paramètres utilisés pour caractériser les
propriétés de phase du réseau (courbes de délai et de dispersion) et les paramètres
de Stokes et de DGD. En particulier, nous démontrons théoriquement
et expérimentalement que les évolutions en fonction de la longueur d’onde
de la dispersion chromatique et du DGD ne diffèrent que dans leur valeur
absolue, le rapport de ces valeurs étant proportionnel à la biréfringence. En
outre, nous discutons la possibilité d’appliquer cette relation à d’autres types
de réseaux fibrés et présentons des résultats expérimentaux dans le cas d’un
réseau à longs pas.
Une application intéressante de la connaissance des paramètres de polarisation
des réseaux de Bragg est la détermination de la biréfringence. Nous
considérons d’une part le cas d’une biréfringence causée par une contrainte
transverse appliquée sur une fibre optique. Nous montrons qu’un réseau de
Bragg est utilisable à l’endroit de la contrainte pour obtenir la quantité de
biréfringence induite localement. D’autre part, les propriétés de polarisation
sont utilisées pour étudier l’évolution de la biréfringence induite lors du processus
d’inscription d’une série de réseaux de Bragg de caractéristiques différentes.
La reconstruction de la biréfringence de cette série permet alors
d’analyser l’impact des paramètres de l’inscription sur la biréfringence photoinduite.
Nous proposons finalement une technique originale permettant de réduire
les effets de la biréfringence des réseaux. Cette technique est basée sur l’application
d’une torsion de la fibre lors de l’inscription, ce qui permet d’introduire
du couplage de modes de polarisation au niveau du réseau de Bragg. L’analyse
théorique des propriétés spectrales des réseaux menée dans le cas classique est
alors adaptée pour tenir compte de l’effet du couplage de modes. Les résultats
de simulation obtenus montrent qu’il est en effet possible de réduire la PDL
et le DGD de cette manière, ce qui peut s’avérer intéressant dans le cadre
d’applications de télécommunications à haut débit.
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Photosensitivity, chemical composition gratings and optical fiber based componentsFokine, Michael January 2002 (has links)
The different topics of this thesis include high-temperaturestable fiber Bragg gratings, photosensitivity and fiber basedcomponents. Fiber Bragg gratings (FBG) are wavelength dispersiverefractive index structures manufactured through UV exposure ofoptical fibers. Their applications range from WDM filters,dispersion compensators and fiber laser resonators fortelecommunication applications to different types of point ordistributed sensors for a variety of applications. One aim of this thesis has been to study a new type of FBGreferred to as chemical composition grating. These gratingsdiffer from other types of FBG in that their refractive indexstructure is attributed to a change in the chemicalcomposition. Chemical composition gratings have shown to beextremely temperature stable surviving temperatures in excessof 1000 oC. Photosensitivity of pure silica and germanium-dopedcore fibers in the presence of hydroxyl groups has also beenstudied and different types of fiber based components have beendeveloped. The main result of the thesis is a better understanding ofthe underlying mechanism of the formation of chemicalcomposition gratings and their decay behavior at elevatedtemperatures. The refractive index modulation is caused by aperiodic change in the fluorine concentration, which has beenverified through time-of-flight secondary-ion-mass spectrometryand through studies of the decay behavior of chemicalcomposition gratings. A model based on diffusion of dopants hasbeen developed, which successfully predicts the thermal decayat elevated temperatures. Studies of the dynamics of chemicalcomposition grating formation have resulted in a manufacturingtechnique that allows for reproducible gratingfabrication. The main results regarding photosensitivity is a method tosignificantly increase the effect of UV radiation on standardtelecommunications fiber. The method, referred to asOH-flooding, has also been applied to pure-silica core fibersresulting in the first report of strong grating formation insuch fibers. Finally, research into different schemes for developingfiber-based components has resulted in two types of singlefiber integrated Mach-Zehnder interferometers; one passiveinterferometer that can be used as an optical filter and oneactive interferometer controlled with internal metalelectrodes. Keywords:optical fibers, fiber Bragg gratings,photosensitivity, thermal stability, fiber sensors, chemicalcomposition gratings, fiber components, Mach-Zehnderinterferometer, optical switch, optical modulator. / QC 20100607
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Analysis and development of a tunable Fiber Bragg grating filter based on axial tension/compressionMohammad, Najeeb 30 September 2005
Fiber Bragg gratings (FBGs) are key elements in modern telecommunication and sensing applications. In optical communication, with the advancement of the Erbium doped fiber amplifier (EDFA), there is a great demand for devices with wavelength tunability over the Erbium gain bandwidth (in particular, for wavelength division multiplexing (WDM) networks). The center wavelength of a FBG can be shifted by means of change of temperature, pressure or mechanical axial strain. The axial strain approach is the best method among all other techniques because it allows relatively large wavelength shifts with high speed. Axial strain of up to 4% will be required to cover the whole EDFA region (more than 40 nm of central wavelength shift). The formation of Bragg grating results in significant reduction in mechanical strength of optical fibers especially in tension. As a result, axial strain of only about 1% can be achieved by mechanical stretching of FBGs. In order to achieve the remaining 3% strain compression of FBGs has to be applied.
In this thesis, the design and analysis of a novel device for achieving central wavelength shift are presented. In particular, the device has achieved, for a fiber with 12 mm FBG, a shifting of 46 nm in compression and 10.5 nm in tension with a reflection power loss of less than 0.25 dB and a FWHM bandwidth variation of approximately 0.1 nm. Both variations are well below the Bellcore standards requirement of 0.5 dB for peak reflectivity variation and 0.1 nm for bandwidth variation. The device consists of two fixed and one guiding ferrules. The difficulties associated with compressing the FBG were handled by carefully selecting tolerances and adjustment procedures. The device allows both tension and compression of FBGs, and the use of different FBG lengths and actuators. The effects of glue deformation and bending of the FBG during compression were analyzed in detail. Further, using the piezoelectric transducer (PZT) actuator as a driver, tuning speed of around 1.5nm/ms was achieved.
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Modeling On Rayleigh Scattering In Optical WaveguidesCamak, Burak 01 September 2003 (has links) (PDF)
In the last few years, interest in polymer optical fibers (POF) has increased because of
their low cost, easy handling and good flexibility even at large diameters. Moreover,
optical cables do not have the problem of electromagnetic interference, which gives, for
instance, the problem of cross-talk in copper telephone cables. In the usage of current
communication and computer systems the yield has gained a big importance and it has
seen from studies that light scattering loss is the only loss, which cannot be eliminated
entirely. Besides, this loss causes its attenuation loss intrinsically and determines the
lower limit of loss in the POF.
In this work, the importance and the dependencies of light scattering were studied, and
calculations were done in order to find more appropriate polymer for using as core
material of POFs. For this aim, a computer program that calculates the light scattering
loss of several amorphous polymers and plots the graph of isotropic scattering loss versus isothermal compressibility and total attenuation loss versus wavelength was
written.
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Analysis and development of a tunable Fiber Bragg grating filter based on axial tension/compressionMohammad, Najeeb 30 September 2005 (has links)
Fiber Bragg gratings (FBGs) are key elements in modern telecommunication and sensing applications. In optical communication, with the advancement of the Erbium doped fiber amplifier (EDFA), there is a great demand for devices with wavelength tunability over the Erbium gain bandwidth (in particular, for wavelength division multiplexing (WDM) networks). The center wavelength of a FBG can be shifted by means of change of temperature, pressure or mechanical axial strain. The axial strain approach is the best method among all other techniques because it allows relatively large wavelength shifts with high speed. Axial strain of up to 4% will be required to cover the whole EDFA region (more than 40 nm of central wavelength shift). The formation of Bragg grating results in significant reduction in mechanical strength of optical fibers especially in tension. As a result, axial strain of only about 1% can be achieved by mechanical stretching of FBGs. In order to achieve the remaining 3% strain compression of FBGs has to be applied.
In this thesis, the design and analysis of a novel device for achieving central wavelength shift are presented. In particular, the device has achieved, for a fiber with 12 mm FBG, a shifting of 46 nm in compression and 10.5 nm in tension with a reflection power loss of less than 0.25 dB and a FWHM bandwidth variation of approximately 0.1 nm. Both variations are well below the Bellcore standards requirement of 0.5 dB for peak reflectivity variation and 0.1 nm for bandwidth variation. The device consists of two fixed and one guiding ferrules. The difficulties associated with compressing the FBG were handled by carefully selecting tolerances and adjustment procedures. The device allows both tension and compression of FBGs, and the use of different FBG lengths and actuators. The effects of glue deformation and bending of the FBG during compression were analyzed in detail. Further, using the piezoelectric transducer (PZT) actuator as a driver, tuning speed of around 1.5nm/ms was achieved.
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Numerical Simulations On Stimulated Raman Scattering For Fiber Raman Amplifiers And Lasers Using Spectral MethodsBerberoglu, Halil 01 November 2007 (has links) (PDF)
Optical amplifiers and lasers continue to play its crucial role and they have become an indispensable part of the every fiber optic communication systems being installed from optical network to ultra-long haul systems. It seems that they will keep on to be a promising future technology for high speed, long-distance fiber optic transmission systems.
The numerical simulations of the model equations have been already commercialized by the photonic system designers to meet the future challenges. One of the challenging problems for designing Raman amplifiers or lasers is to develop a numerical method that meets all the requirements such as accuracy, robustness and speed.
In the last few years, there have been much effort towards solving the coupled differential equations of Raman model with high accuracy and stability. The techniques applied in literature for solving propagation equations are mainly based on the finite differences, shooting or in some cases relaxation methods. We have described a new method to solve the nonlinear equations such as Newton-Krylov iteration and performed numerical simulations using spectral methods. A novel algorithm implementing spectral method (pseuodspectral) for solving the two-point boundary value problem of propagation equations is proposed, for the first time to the authors' / knowledge in this thesis. Numerical results demonstrate that in a few iterations great accuracy is obtained using fewer grid points.
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Photonic microwave processor based on fiber optical parametric amplifierLi, Jia, January 2009 (has links)
Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2009. / Includes bibliographical references. Also available in print.
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Optical parametric processes in biophotonics and microwave photonics applicationsCheung, Ka-yi., 張嘉兒. January 2010 (has links)
published_or_final_version / Electrical and Electronic Engineering / Master / Master of Philosophy
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