Le stockage holographique de données est actuellement une voie très prometteuse pour accroître de manière conséquente les capacités et débits des mémoires optiques amovibles. L'architecture de mémoire holographique visée à long terme par ces travaux consiste en une couche de données structurée en une matrice de microfibres perpendiculaires au disque. Les hologrammes sont des réseaux de Bragg multiplexés en longueur d'onde dans chaque microfibre. Le matériau d'enregistrement envisagé est un photopolymère dopé par des centres moléculaires bistables, le photopolymère servant à la structuration en microfibres et les centres à l'enregistrement des réseaux. L'impact de la répartition discrète de ces centres et de la non linéarité de leur réponse optique sur le rapport signal sur bruit de lecture a tout d'abord été évalué par de premières modélisations. Par ailleurs, une procédure d'écriture-lecture en configuration de type Lippmann a été définie afin de simplifier l'architecture de la mémoire et accroître le signal de lecture grâce à une détection homodyne des hologrammes. La mise en œuvre pratique de cette procédure a alors par la suite été étudiée au travers de deux dispositifs expérimentaux d'écriture-lecture. Le premier montage a ainsi abouti à une démonstration de la procédure dans une configuration simplifiée, limitant les difficultés relatives au matériau et à la géométrie d'enregistrement, en bon accord avec notre modèle théorique. L'acquis obtenu avec cette première démonstration a ensuite été utilisé pour mettre en place un second dispositif, afin de valider notre procédure dans une configuration plus réaliste impliquant un photopolymère comme milieu de stockage.

L’objectif de cette thèse est de développer un nouveau matériau photopolymère pouvant être microstructuré dans la gamme de longueur d'onde du proche infrarouge (NIR). Le but final de ce travail est de proposer des solutions innovantes pour l'intégration de micro-optique sur les VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser), sources lumineuses miniaturisées utilisées dans de nombreuses applications en optique, photonique, capteurs ou biologie. Le verrou technologique principal a consisté à développer et étudier le photopolymère adéquat pour la microfabrication déclenchée par le VCSEL. La difficulté principale tient à la longueur d'onde de photopolymérisation qui est fixé par le VCSEL et qui a obligé à développer un système moléculaire nouveau pour une polymérisation radicalaire à 780 et 850 nm. Une part importante du travail a consisté à étudier les mécanismes photophysiques et photochimiques des matériaux permettant de proposer des systèmes efficaces, sur le plan de la photophysique, de la photochimie de photopolymérisation et également une approche originale a été développée pour appréhender de façon quantitative les phénomènes de diffusion du colorant dans la matrice polymère. Sur la base des systèmes moléculaires proposés, la démonstration de l'intégration de microlentilles sur VCSEL par ce procédé innovant a pu être démontré. Les VCSELs lentillés ont été caractérisés et des propriétés très intéressantes pour la focalisation ont été démontrées. / The objective of this thesis is to develop a new photopolymer material that can be microstructured in the wavelength range of near-infrared (NIR). The ultimate aim of this work is to propose innovative solutions for micro-optical integration on VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). These miniaturized light sources are used in many applications in optics, photonics, sensors or biology. The main technological challenge was to develop and explore a new photopolymer compatible with a microfabrication initiated by the VCSEL. The main difficulty was to develop a new molecular system for radical polymerization at 780 and 850 nm, which is the wavelength emitted by the VCSEL. An important part of the work consisted to study the photophysical and photochemical mechanisms of this photopolymer in order to provide efficient systems in terms of photophysics, photochemistry of the photopolymerization. An original approach was developed to quantitatively apprehend the phenomena dye diffusion in the polymer matrix. Based on the proposed molecular systems, demonstrating the integration of microlenses on VCSELs by this innovative process could be shown. The lensed VCSELs have been characterized and very interesting properties for focusing have been demonstrated.