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Vers une meilleure compréhension des mécanismes de diffusion de la lumière et de couplage de modes dans les fibres optiques légèrement multimodes

par Johanna Leclercq - publié le

Titre du projet de thèse :
Vers une meilleure compréhension des mécanismes de diffusion de la lumière et de couplage de modes dans les fibres optiques légèrement multimodes


Directeur de thèse : Laurent BIGOT
Nom du co-encadrant ou co-directeur de thèse : Esben Ravn ANDRESEN


Laboratoire d’accueil : PhLAM


Co-financements envisagés : FEDER / Prysmian / I-Site UNLE


Programmes éventuels de rattachement :
CPER Photonics4Society, Laboratoire commun LIFT


Résumé du projet de thèse :
La hausse continue du volume d’informations échangées dans les réseaux de communications mondiaux, combinée à la saturation de la capacité de transmission des fibres optiques conventionnelles, conduit à l’émergence de nouvelles fibres. Alors que ces dernières sont logiquement testées en priorité dans des expériences de transport de données, il s’avère que des problématiques plus amont ont jusqu’à présent été laissées de côté comme les questions portant sur les mécanismes de pertes dans ces structures (diffusion Rayleigh et diffusion liée à l’interface coeur/gaine, dite SALS) ou encore leurs propriétés non-linéaires, importantes à quantifier tant pour le bénéfice qu’elles peuvent apporter (amplification optique des signaux par effet Raman) que pour les effets indésirables qu’elles peuvent générer (rétrodiffusion des signaux via l’effet Brillouin). Ceci est particulièrement vrai dans le cas des fibres légèrement multimodes (FMF) qui autorisent plusieurs répartitions transverses de l’intensité lumineuse en leur coeur (modes) qui « expérimentent » ainsi leur propre interaction avec le guide. C’est l’objectif du présent travail de thèse de parvenir à comprendre et quantifier (i) les effets qui sont à l’origine de la dégradation de la qualité d’une transmission optique dans une FMF, à travers l’étude de la diffusion Rayleigh et SALS des différents modes, ainsi que du seuil d’apparition de l’effet Brillouin stimulé, (ii) l’effet Raman stimulé qui peut être utilisé pour améliorer la qualité de la transmission par l’amplification optique distribuée le long de la fibre. En pratique, l’étudiant(e) recruté(e) mettra en oeuvre des expériences visant à quantifier, pour différents modes de différentes FMF, des paramètres et seuils de diffusion. Les résultats obtenus, en particulier dans le cas Rayleigh/SALS, seront intégrés à un modèle théorique visant à aboutir à une meilleure description du couplage de modes. Ces travaux seront menés en partenariat étroit avec le groupe Prysmian dont un centre de production de fibres est basé à Douvrin.