Etudes des fibres Optiques Microstructurees et de leurs Applications Aux Systemes Optoelectroniques

Abstract

Le travail présenté dans ce manuscrit concerne l'étude et la modélisation des propriétés linéaires et non linéaires des fibres optiques microstructurées (FOM) en vue de leurs utilisations dans les systèmes optoélectroniques. Les différentes propriétés des FOM telles que les pertes par confinement, la dispersion chromatique, la biréfringence et l'aire effective de mode sont analysées et optimisées en utilisant la méthode de différences finies (dans le domaine temporel: FDTD et dans le domaine fréquentiel: FDFD). Les résultats de simulations montrent qu'avec une bonne optimisation de leurs paramètres opto-géomètriques, les FOM peuvent présenter des propriétés de propagation singulières, inaccessibles aux fibres conventionnelles. En plus, nous montrons la possibilité de générer des spectres larges et continus(supercontinuum) en exploitant les effets non linéaires se manifestant dans les FOM lors de la propagations des impulsions ultra-courtes (femtoseconde). En se basant sur la dynamique solitonique, le modèle physique portant la contribution des différents effets non linéaires est présenté. La modélisation numérique, quant à elle, est basée sur la résolution de l'équation non linéaire de Schrödinger (NLSE). يتعلق العمل المقدم في هذه المخطوطة بدراسة ونمذجة الخصائص الخطية وغير الخطية للألياف الضوئية المجهرية (FOM) لاستخدامها في الأنظمة الإلكترونية الضوئية. يتم تحليل الخصائص المختلفة لـ FOMs مثل خسائر الحبس والتشتت اللوني والانكسار ومنطقة الوضع الفعال وتحسينها باستخدام طريقة الفروق المحدودة (في المجال الزمني: FDTD وفي مجال التردد: FDFD). تظهر نتائج المحاكاة أنه مع التحسين الجيد لمعلمات قياس البصريات الخاصة بهم ، يمكن أن تقدم FOMs خصائص انتشار فردية ، لا يمكن الوصول إليها من خلال الألياف التقليدية. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرنا إمكانية توليد أطياف واسعة ومستمرة (supercontinuum) من خلال استغلال التأثيرات غير الخطية التي تظهر في FOM أثناء انتشار النبضات فائقة القصر (الفيمتوثانية). بناءً على ديناميكيات solitonic ، يتم تقديم النموذج المادي الذي يحمل مساهمة التأثيرات غير الخطية المختلفة. من ناحية أخرى ، تعتمد النمذجة العددية على حل معادلة شرودنغر غير الخطية (NLSE).