Analyse et exploitation des propriétés microstruturales de composants tout fibre : application aux capteurs

Abstract

Cette thèse concerne l’étude et le développement des Capteurs à Fibres Optiques (CFO) basés sur la technologie des réseaux de Bragg. Ce type de capteurs bénéficie des avantages des CFO, ainsi que des capteurs fibrés : immunité aux perturbations électromagnétiques, isolation électrique, résistance aux températures élevées, ainsi qu’aux fortes irradiations. Le premier prototype réalisé est un réfractomètre dans lequel le transducteur est un réseau de Bragg à traits inclinés (TFBG) inscrit par masque de phase avec un laser Argon UV dans une fibre optique SMF-28 à la longueur d’onde de 244 nm. Une étude de faisabilité en termes de sensibilité de la résonance de Bragg à l’indice de réfraction, et de gamme de mesure a été mise en oeuvre. Une sensibilité de l’ordre de 3094 dBm/RIU a été mesurée par la technique du suivi de l’amplitude, tandis qu’une sensibilité de l’ordre de 21.25 nm/RIU a été obtenue par la technique d’interrogation du suivi spectral. Le deuxième prototype innovant réalisé est un capteur de hautes températures basé sur les propriétés de biréfringence. Il est constitué d’une fibre de communication SMF-28 d’une longueur de 50 mm, sur laquelle a été inscrit un réseau de Bragg à pas courts (FBG) eccentrique par laser femtoseconde IR Point-par-Point (PbP) à la longueur d’onde de 800 nm. L’évolution de la biréfringence des réseaux de Bragg photo-inscrits a été analysée en tenant compte de la polarisation de la lumière. Une sensibilité maximale de l’ordre de 14.732 pm/°C pour la polarisation –S a été obtenue, et qui correspond au mode de coeur (mode de Bragg). Une sensibilité maximale de l’ordre de 14.694 pm/°C pour la polarisation –P a été obtenue, et qui correspond au mode de coeur (mode de Bragg).