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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:fpms.ac.be:ETDFPMS:FPMSetd-05292008-142129 |
| Date | 11 March 2008 |
| Creators | Bette, Sébastien |
| Contributors | Blondel, M., Wuilpart, M., Mégret, P., Moeyaert, V., Goussarov, A., Février, S., Berghmans, F., Joindot, M., Lobry, J. |
| Publisher | Faculte Polytechnique de Mons |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://theses.fpms.ac.be/ETD-db/collection/available/FPMSetd-05292008-142129/ |
| Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses FPMS. A cette fin, je donne licence à FPMS : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
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