Propriétés linéaires des fibres optiques à cristal photonique à cœur solide

par Raphaël Jamier

Thèse de doctorat en Electronique des hautes fréquences et optoélectroniques. Photonique

Sous la direction de Sébastien Février et de Jean-Marc Blondy.

Soutenue en 2007

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Bande interdite photonique
• Caractérisation
• Aire effective
• Pertes de confinement
• Sensibilité aux courbures
• Dispersion chromatique
• Fibres optiques -- Modèles mathématiques
• Cristaux photoniques

Résumé

L’implantation de cristaux photoniques dans les fibres optiques a permis de repousser les seuils d’apparition des phénomènes physiques limitant le transport et la génération de forte puissance. La taille du cœur et l’aire effective du mode fondamental sont fortement augmentées tout en conservant une émission monomode. Les fibres à cristal photonique étudiées ici sont définies par une gaine périodique unidimensionnelle autorisant un guidage de la lumière par effet de bande interdite photonique. Leur potentiel est révélé au travers de l’étude de leurs propriétés linéaires. La conception, la fabrication et la caractérisation de fibres présentant des aires effectives élevées - relativement au carré de la longueur d’onde - sont présentées. La réduction drastique des pertes de confinement et de la sensibilité aux courbures est montrée. La possibilité de les intégrer comme composant passif dans une source laser « tout fibré » est abordée au travers d’un exemple de gestion de la dispersion.

Titre traduit

Linear properties of solid-core photonic crystal fibres

Résumé

The insertion of photonic crystal in optical fibres made it possible to increase the thresholds of physical phenomena limiting the delivery and the generation of high power. The core size and the effective area (Aeff) of the fundamental mode are drastically increased while preserving a singlemode emission. The photonic crystal fibres studied here are defined by a one-dimensional periodic cladding allowing the light to be guided by the so-called photonic bandgap effect. Their potential is revealed through the study of their linear properties. Results about the design, fabrication and characterisation of fibres exhibiting large Aeff relative to the wavelength are reported. The drastic reduction of confinement loss and bending sensitivity is shown. The possibility of integrating such a fibre as a passive element in an “all fibre” laser source is also shown through an example of dispersion management.