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Q. Wang, G. A. Saunders, H. B. Senin, and E. F. Lambson, Temperature dependences of the third-order elastic constants and acoustic mode vibrational anharmonicity of vitreous silica, Journal of Non-Crystalline Solids, vol.143, pp.65-74, 1992.

M. Guerette, C. R. Kurkjian, S. Semjonov, and L. Huang, Nonlinear Elasticity of Silica Glass, Journal of the American Ceramic Society, vol.99, issue.3, pp.841-848, 2015.

. Schéma-d'une-fibre, Image MEB de deux microfils croisés de 570 nm et 1100 nm de diamètre [3]. (c) Image MEB d'un microfil noué de 500 nm de diamètre sur un cheveu humain d'environ 60 µm de diamètre [11]

. Leon-saval, (a) Schéma d'un barreau de silice de rayon a = d/2 (d est le diamètre) et d'indice de réfraction n 1 entouré d'air d'indice n 2 . (b) Schéma correspondant au profil d'indice de réfraction du microfil, Tableau présentant les propriétés des microfils optiques et leurs applications respectives, vol.15

, courbes colorées) se propageant dans un barreau de silice en fonction du diamètre d normaliséè a la longueur d'onde ? p et de la fréquence normalisée V. En ligne pointillée, nous représentons le diamètre critique d c pour le guidage monomode, Calcul des indices effectifs n e f f des modes optiques, p.11

, nm pour un diamètre (a) 2 µm et (b) 0,8 µm. La fibre est représentée par le maillage en forme de cylindre. Le calcul de ces profils vient de, Calcul des profils d'intensité du mode HE 11 dans un barreau de siliceà la longueur d'onde ? p de, p.1550

, Fraction de puissance optique ? cà l'intérieur du microfil de silice (n 1 = 1, 44) entouré d'air (n 2 = 1) en fonction du diamètre d normaliséà la longueur d'onde optique ? p . d c est le diamètre critique du guidage monomode/multimode (ligne pointillée)

. Dans-une-fibre-effilée, A : Le mode optique initial se propage dans la fibre SMF par l'interface coeur/gaine. B : L'aire du mode optique diminue avec la réduction du diamètre de la fibre au début de la transition. C : Le mode ne peut plu? etre supporté par le coeur de la fibre SMF et fuit dans la gaine

, croix noires) en fonction du diamètre de la fibre optique. Les lignes rouge et bleue représentent respectivement l'aire du coeur dopé et de la gaine silice. (b) Calcul de la fraction de puissance optique dans coeur dopé germanium (croix rouges), gaine silice (croix bleues)

, En orange, nous représentons la zone de la fibre effilée quiévolueà chaque cycle n. PLG et PLD désignent les platines de gauche et droite respectivement. Les flèches noire représente le sens du déplacement des platines, Processus d'étirage de la fibre optique avec la méthode du balayage par cycleà flamme fixe

, Illustration de la décroissance du rayon r de la fibre en fonction du cycle d'étirage n pour un coefficient R o fixe

, (b) de la longueur de chauffe L(n) et (c) de l'écartement x(n) en fonction du cycle n pour une fibre de rayon de microfil visé de 0,5 µm sur une longueur de 40 mm. Les autres paramètres sont fixés q = 2 et R o = 0,93, 15 (a) Calcul de l'évolution du rayon r(n)

, ) une fois la fibre effilée. (b) Profil théorique complet de la fibre effilée représentant le rayon r(z) en fonction de la distance z incluant le microfil (en rouge) et les transitions symétriques

, 18 (a) Calcul de la trajectoire x g et x d balayée par les platines PLG et PLD respectivement pourétirer la fibre avec les dimensions souhaitées. (b) Zoom du petit encadré jaune en (a). A : demi-cycle aller. R : demi-cycle retour, vol.1, p.26

, (a) Photo du banc d'étirage des fibres optiques pour la fabrication des microfils optiques (b) Composants du banc de fabrication, Calcul de l'évolution du rapport dL/dx d'un profil d'une fibre effilée en fonction du cycle n, (a) pour différentes valeurs de q et L MF = 80 mm, (b) pour différentes valeurs de, vol.27

, 21 (a) Illustration de la position de la famme par rapportà la fibre. (b) Photo de la flamme chauffant la fibre optique avant l'étirage, vol.1

, Imagerie d'un microfil de 2 µm de diamètre sur lequel est inscrit au FIB un réseau de Bragg. (c) Microfil de capillaire de diamètre d'environ 2 µm suspendu sur un diapason large de 300 µm. (d) Section transverse d'un microfil de diamètre 2 µm. (e) Noeud de diamètre 1 mm d'un microfil de diamètre 4 µm, Imagerie MEB de nos microfils optiques. (a) Imagerie MEB d'un microfil de diamètre 1,3 µm (b)

, Comparaison du profil de la fibre effilée calculé théoriquement (ligne bleue) avec le profil mesuré expérimentalement (croix rouges). (a) Microfil 1 pour un diamètre visé d MF,visé de 10 µm sur une longueur L MF

. .. , Microfil 2 pour un diamètre visé d MF,visé de 15 µm sur une longueur L MF,visé de 12 mm, Les encadrés sont des agrandissements au niveau du microfil. Les résultats expérimentaux sont référencés sur la Table 1.1, p.31

A. Mesure and . Absolue, relative (b) de la topographie de surface du mirofil 1 de diamètre d MF = 4,6 µm

A. Mesure and . Absolue, relative (b) de la topographie de surface du microfil 4 de diamètre d MF = 1,6 µm

, Mesure expérimentale de la transmission normaliséeà la sortie de la fibre en cours d'étirage en fonction du temps et de l'élongation. les zones A, B et C sont trois agrandissements du signal de transmissionà des temps différents

, Statistique des pertes de transmission optique mesuréesà la sortie des fibres effiléesà la fin de la fabrication

, 27, représentant la fréquence spatiale normalisée des battements de différents modes optiques avec le mode fondamental HE 11 , en fonction du temps et de l'élongation. En pointillé, les courbes théoriques sont représentées pour les modes HE 12, vol.1

, Représentation spectrale regroupant les différents types de diffusion (Raman, Brillouin, Rayleigh et ailes Rayleigh) avec les composantes Stokes et anti-Stokesà la fréquence d'excitation de l'onde incidente ? p, p.40

, Représentation des vecteurs d'ondes du processus de diffusion Brillouin dans une fibre optique. (a) rétrodiffusion. (b) Diffusion vers l'avant, p.42

, Illustration du spectre de diffusion Brillouin dans une fibre optique de type SMF-28à la longueur d'onde optique de pompe de ? p = 1550 nm, p.42

, Illustration des configurations génération et amplification de la rétrodiffusion Brillouin dans une fibre

, Représentation schématique des coordonnées cylindriques. r la composante radiale, ? la composante azimutale et z la composante axiale. a est le diamètre du guide cylindrique. Les termes T rr , T rz et T r? sont les contraintes a la surface du guide

). .. , En noir, les modes L(0, m). La droite horizontale définit l'accord de phase Brillouin ? a = 2? p . Les bandes de couleur jaune, verte et rouge correspondent aux pentes des vitesses des ondes acoustiques longitudinales, transversales, et Rayleigh respectivement. (b) Diagramme d'accord de phase des modes acoustiques représentés par le diamètre du microfil en fonction de la fréquence de décalage Brillouin ? B . La bande jaune représente la, vol.50

, 53 2.11 Simulation numérique paréléments finis du diagramme d'accord de phase Brillouin représenté par le diamètre du microfil en fonction de la fréquence. La couleur rouge indique les maxima d'intensité. Nous indiquons la branche de compression de l'onde acoustique (en pointillé) et une des branches de cisaillement, ) Diagramme d'accord de phase des modes acoustiques représentés par le diamètre du microfil en fonction de la fréquence de décalage Brillouin ? B et prenant en compte la dispersion optique, vol.55

. .. , La couleur rouge correspond aux maxima d'intensité. (b) Spectre Brillouin intégré et normalisé sur la partie transition. (c) Spectre Brillouin intégré et normalisé sur la partie microfil de diamètre 1 µm sur 20 mm. (d) Spectre Brillouin total intégré et normalisé sur tout le profil, EDFA : Amplificateur fibre dopé Erbium, PM : Puissance-mètre, ESA : Analyseur de spectreélectrique

. .. , 59 2.17 Spectre expérimental mesuréà l'ESA d'un microfil de diamètre 850 nm. (a) Spectre Brillouin rétrodiffusé de la SMF (en bleu) et spectre Brillouin rétrodiffusé de la fibre effilée (FOE, en noir). (b), (c), (d) et (e) Zooms sur les résonances dues au microfil. En rouge, superposition d'un ajustement lorentzien, vol.63

, Calcul d'intensité normalisée de la corrélation croisée entre différents spectres de rétrodiffusion Brillouin correspondantà des microfils de diamètre a et b

, 21 (a) Spectres Brillouin expérimentaux (tracé blanc) superposésà la cartographie numérique d'accord de phase Brillouin normalisé en densité d'énergie en fonction du diamètre du microfil. (b) Comparaison entre les fréquences de décalages Brillouin expérimentales (points) et numériques (lignes). La hauteur des lignes verticales indique la sensibilité de la mesure. La plus longue est la moins sensible, 20 (a) Spectres Brillouin expérimental (noir) et numérique (pointillés verts) d'un microfil optique de 780 nm de diamètre mesuré au MEB (image)

, Représentation schématique de la variation du diamètre sur un microfil (a) dans un cas réel et (b) par un modèle triangulaire

, Superposition du spectre Brillouin simulé (bleu pointillé) pour un diamètre de 1,19 µm et une estimation des irrégularités de ±2%. (b) Mesure MEB expérimentale du diamètre du microfil fabriqué dans les conditions classiques.(c) Spectre Brillouin expérimental (en noir) d'un microfil fabriqué dans les conditions perturbées. Superposition du spectre Brillouin simulé (bleu pointillé) pour un diamètre de 1,17 µm et une estimation des irrégularités de ±6%. (d) Mesure MEB expérimentale du diamètre du microfil dans les conditions perturbées, Mesures des variations du diamètre sur les microfils. (a) Spectre Brillouin expérimental (en noir) d'un microfil fabriqué dans les conditions classiques

, 71 2.25 Montage expérimental utilisé pour les mesures Brillouin distribuéesà corrélation de phase. PRBS : séquence binaire pseudo aléatoire. EDFA : Amplificateurà fibre dopé Erbium. FBG : Filtre de Bragg. SOA : Amplificateur optiqueà semi-conducteur

, Mesure du spectre de gain Brillouin intégré en utilisant la technique pompesonde. Nous retrouvons une onde de surface

. Ghz, , vol.9

, Mesures des spectres de gain Brillouin distribués par la technique de corrélation de phase, le long d'un microfil de silice pour les gammes de fréquence (a), GHz, vol.5, pp.0-10

. Ghz-;-5-ghz, 74 2.28 Simulations numériques de la densité d'énergieélastique. Les notations (a)-(f) indiquent les modes acoustiques mesurés sur les Figures 2.27(a-f). . 75 3.7 (a) Mesure du spectre Brillouin en fonction de l'élongation dans une fibre SMF-28. (b) Points expérimentaux de l'évolution du pic de fréquence Brillouin en fonction de la déformation, GHz, vol.10, pp.0-11

, Le diamètre d MF,1 vaut 660 nm et le diamètre d MF,2 vaut 930 nm, Diagramme d'accord de phase Brillouin obtenu par la simulation numérique auxéléments finis

, 10 (a) En bas : Mesure du spectre de rétrodiffusion Brillouin pour la fibre de diamètre d MF,2 = 930 nm au repos. Les fréquences ? B des modes acoustiques présents dans le microfil sont indiqués par des flèches noires. En haut : Mesure des spectres Brillouin en fonction de l'élongation ?L T ot de la fibre effilée. L'échelle des mesures expérimentales est logarithmique. La couleur rouge correspond au maximum d'intensité. (b) Tracé des points expérimentaux des fréquences Brillouin ? B pour chaque mode en fonction de la déformation¯ MF z du microfil. Les coefficients de contrainte Brillouin sont extraits des mesures. Les droites pointillées représentent une approximation linéaire, En bas : Mesure du spectre de rétrodiffusion Brillouin pour la fibre de diamètre d MF,1 = 660 nm au repos. Les fréquences ? B des modes acoustiques présents dans le microfil sont indiqués par des flèches noires, vol.87

, Graphique rassemblant les mesures expérimentales des coefficients normalisés C N pour chaque mode acoustique en fonction du diamètre du microfil. Les diamètres d MF,1 = 660 nm et d MF,2 = 930 nm sont indiqués sur le graphique. C L et C T sont respectivement les coefficients normalisés dans le cas d'une onde purement longitudinale et transverse

. Problème-statique, Vue sur un plan de l'axe du microfil au repos (b) vue exagérée du microfil supportant une onde acoustique de surface (c) Microfil sous déformation longitudinale. Le milieu estétiré par le déplacement statique. (d) En régime linéaire, la solution dynamique est la même que le cas non-étiré. Cependant, la combinaison de la déformation statique et dynamique montre une longueur d'onde acoustique plus large dueà l'élongation statique

, comparés aux résultats expérimentaux pour les diamètres (a) d MF,1 = 660 nm et (b) d MF,2 = 930 nm. L'échelle des couleurs des mesures expérimentales est logarithmique. La couleur rouge correspond au maximum d'intensité

, Simulation numérique de l'évolution des spectres Brillouin dans chaque région de la fibre effilée en fonction de l'allongement ?L T ot de la fibre pour le diamètre (a) d MF,1 = 660 nm et (b) d MF,2 = 930 nm. La couleur rouge correspond au maximum d'intensité

B. ;. , Résultats du modèle analytique (points noirs) comparés aux résultats expérimentaux pour les diamètres (a) d MF,1 = 660 nm et (b) d MF,2 = 930 nm. L'échelle des couleurs des mesures expérimentales est logarithmique. La couleur rouge correspond aux maxima d'intensité, p.129

. Liste and . Tables,

, 32 1.2 (à gauche) Imagerie MEB d'un microfil de diamètre 1,594 µm. (à droite) Tableau récapitulatif des mesures du diamètre moyen sur quatreéchantillons et calcul de l'écart relatifà la théorie, Tableau récapitulatif de différentes mesures des microfils 1

, Tableau représentant des mesures de rugosité de surface de différent? echantillons de microfils

, Tableau récapitulatif des fréquences observées sur le spectre de la Figure 2.17 du microfil de diamètre 850 nm. f : localisation de la fréquence, ? B : fréquence de décalage Brillouin et ?? B : largeur de raie Brillouin mesurée par une approximation lorentzienne

, Tableau récapitulatif des fréquences expérimentales Brillouin et la comparaison avec les fréquences des spectres théoriques aux diamètres 780 nm, 800 nm et 810 nm

A. and B. Et-comparaison-au-modèle-théorique, Ech :échantillon, d MF : diamètre du microfil mesuré au spectre Brillouin, d MF,moy : diamètre moyen entre les deuxéchantillons pour une même fibre, L MF : Longueur du microfil, L T ot : longueur de la fibre effilée, ?L rupt :élongationà la rupture de la fibre,¯ z,rupt : déformation de la fibre ou du microfil, R MF,exp : contribution expérimentale de l'élongation du microfil, R MF,the : contribution théorique de l'élongation du microfil calculée par le modèle, ?R : erreur relative sur le rapport d'élongation théorie/expérience, Mesures de l'élongationà la rupture pour différentes fibres

, Tableau récapitulatif des coefficients de contrainte Brillouin mesurés pour différents modes acoustiques au diamètre d MF,1 = 660 nm. ? B : la fréquence Brillouin, ?? B /?¯ z : le coefficient de contrainte Brillouin, C N : le coefficient de contrainte normalisé

, Tableau récapitulatif des coefficients de contrainte Brillouin mesurés pour différents modes acoustiques au diamètre d MF,2 = 930 nm. ? B : la fréquence Brillouin, ?? B /?¯ z : le coefficient de contrainte Brillouin, C N : le coefficient de contrainte normalisé

, 95 Document réalisé avec L AT E X et : le style L AT E X pour Thèse de Doctorat créé par S. Galland