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NANOPARTICULES DANS LES FIBRES OPTIQUES EN SILICE DOPÉES AUX IONS LUMINESCENTS ET LEUR ÉVOLUTION AU COURS DE L’ÉTIRAGE

Thèse Manuel Vermillac

Mardi 5 décembre

14h — site Valrose

Le développement de nouvelles fibres optiques en silice repose sur l’insertion des ions luminescents (ions de terres rares) dans des nanoparticules diélectriques. Dans ce contexte, la taille des particules est un paramètre clef qu’il convient de contrôler afin de bénéficier des nouvelles propriétés. Pour répondre à cet impératif, l’objectif de cette thèse était double. Premièrement, dans un objectif de structuration, il a été important d’étudier l’évolution des caractéristiques du matériau au cours de la fabrication, et deuxièmement, l’évolution des propriétés de luminescence avec les caractéristiques du matériau. La première partie de cette présentation décrit les différents types d’évolution des nanoparticules qui ont été observées au cours de ce travail de thèse. Une observation originale de l’allongement et de la fragmentation de particules durant l’étirage en fibre optique est présentée. L’évolution thermodynamique des particules au cours de l’étirage, ainsi que l’influence des paramètres de l’étirage sont abordés. Enfin, la seconde partie de cette présentation se focalise sur le lien entre le matériau et ses propriétés spectroscopiques. Les résultats montrent notamment que l’ajout de lanthane dans les fibres optiques dopées aux ions thulium augmente les pertes optiques, mais permet aussi d’augmenter la durée de vie du niveau 3H4 du Tm3+ jusqu’à un record de 58 μs pour une fibre transparente (pertes inférieures à 0,1 dB/m). Ces résultats confirment ainsi la nécessité d’un compromis sur la taille des particules et l’importance de ces travaux sur leurs possibilités de structuration.