Etude et conception d'un capteur d'ondes acoustiques en milieu sous-marin à base de laser à fibre dopée

Noise equivalent pressure of an novel acousto-optical system dedicated to Deep Sea

• Auteur / Autrice : Mohamed Tahar Souici
• Direction : Bernard Orsal, Philippe Signoret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 19/12/2014
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Orsal, Philippe Signoret, Laurent Robert, Joël Jacquet, Julien Perchoux, Bertrand Wattrisse
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Robert, Joël Jacquet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes sonores

Lasers à fibre

Capteurs (technologie)

Mots clés libres

Capteur d'ondes acoustiques

Laser à fibre dopée

Réseaux de Bragg

Sensibilité acousto-optique

Bruit de mer

Pression équivalente de bruit

Fiber laser

Acoustical sensor

Deep sea

Noise equivalent pressure

Résumé

Ce travail de thèse porte sur l'étude de la faisabilité d'un capteur d'ondes acoustiques à base de laser à fibre. Cet hydrophone doit permettre la détection de faibles fluctuations de pression hydrostatique rencontrées à des grandes profondeurs marines. Sous l'influence d'une perturbation acoustique le laser est étiré; ce qui change le pas du réseau de Bragg et ainsi sa fréquence d'émission. L'information est donc codée dans la fréquence de la lumière émise. Le bruit de fréquence intrinsèque du laser doit alors être le plus bas possible d'où l'importance de pouvoir le mesurer dans la bande de fréquence [DC-20kHz]. Ainsi, nous effectuons une étude approfondie des propriétés physiques de l'émission laser en terme de cohérence temporelle. La sensibilité d'un laser à fibre à la pression acoustique est insuffisante. Il est primordial de concevoir un amplificateur mécanique qui permettra d'augmenter le rapport signal sur bruit du capteur.

This thesis focuses on the study of the feasibility of an acoustic wave sensor based on fiber laser. This hydrophone should allow the detection of low hydrostatic pressure fluctuations encountered in deep marine. Under the influence of an acoustic disturbance is stretched the laser; thereby changing the pitch of the Bragg grating and thus its transmission frequency. The information is coded in the frequency of the emitted light. The intrinsic frequency noise of the laser must be as low as possible so it is important to be able to measure in the frequency band of [DC-20KHz]. Thus we conduct a thorough study of the physical properties of the laser emission in terms of temporal coherence.The sensitivity of a fiber laser acoustic pressure is insufficient. It is essential to design a mechanical amplifier for to increase the signal to noise ratio of the sensor.