Synthèse et caractérisation de (co)polymères halogénés pour l’optique linéaire : application à la réalisation d’un guide d’onde

Synthesis and characterization of halogenated (co)polymers for optical applications : realization of a waveguide

• Auteur / Autrice : Jean-Marc Cracowski
• Direction : Fabrice Odobel, Laurent Fontaine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des polymères
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Le Mans
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie organique moléculaire et macromoléculaire (Le Mans ; 2000-2011)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université du Maine (Le Mans). UFR de sciences exactes et naturelles

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibres optiques

Polymères

Propriétés thermiques

Halogènes

Polymérisation

Réfractométrie

Guides d'ondes

Résumé

Les polymères halogénés constituent une classe de polymères particulièrement intéressante pour des applications en tant que guide d'onde en raison des propriétés remarquables qu'ils possèdent. Dans le cadre des travaux de cette thèse, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à la synthèse et la caractérisation de (co)polymères acryliques halogénés, de type poly(alpha-fluoroacrylate)s, poly(alpha,beta-difluoroacrylate)s ainsi que poly(alpha-trifluorométhacrylate)s. De nouveaux monomères acryliques, l'acide alpha, beta-difluoroacrylique et l' alpha-fluoroacrylate d'hexachloroisopropyle, ont été synthétisés, puis leur polymèrisation a été étudiée. D'autre part, plusieurs séries de copolymères ont été synthétisées à partir d' alpha-fluoroacrylates, d' alpha-trifluorométhacrylates et d'un éther vinylique fluoré afin d'obtenir des matériaux possédant une haute Tg (> 110 °C), une bonne stabilité thermique (Td > 300 °C) et une large gamme d'indices de réfraction, compatibles avec l'application visée. Finalement, un guide d'onde en poly(alpha-fluoroacrylate de trichloroéthyle) a été réalisé et ses propriétés en termes d'atténuation optique et de mise en oeuvre ont été étudiées.

There is a great potential for the use of polymeric materials for communication systems and considerable interest has been focused on polymer waveguides because of their fabrication process at low temperature, their tunable optical and mechanical properties, and mass production possibility. Among the polymeric materials developed as potential waveguides, fluorinated polymers are of particular interest because of their unique properties. This work reports the synthesis and the characterization of halogenated acrylic (co)polymers. New acrylic monomers, alpha, beta-difluoroacrylic acid and hexachloroisopropyl alpha-fluoroacrylate, have been synthesized and their polymerization has been studied. Several series of copolymers have been obtained from alpha-fluoroacrylates, alpha-trifluoromethacrylates and a fluorinated vinyl ether leading to materials with an high Tg (> 110 °C), a good thermal stability (Td > 300 °C) and a broad range of refractive indices, in agreement with the aimed application. Finally, a poly(2,2,2-trichloroethyl alpha-fluoroacrylate) waveguide has been realized and its properties in terms of optical absorption and process have been studied.