Analyse des propriétés modales d’une fibre de Bragg
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Analyse des propriétés modales d’une fibre de Bragg. P. Viale , R. Jamier, S. Février, P. Leproux IRCOM, CNRS UMR 6615 C. Palavicini, Y. Jaouën GET – Télécom Paris, CNRS UMR 5141 A.-F. Obaton BNM-LNE. F ext = 195 µm. 2r 1 = 34 µm. D max = 5.10 -3. D nég = -2.10 -3.

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Analyse des propriétés modales d’une fibre de Bragg

P. Viale, R. Jamier, S. Février, P. Leproux

IRCOM, CNRS UMR 6615

C. Palavicini, Y. Jaouën

GET – Télécom Paris, CNRS UMR 5141

A.-F. Obaton

BNM-LNE


Fext = 195 µm

2r1 = 34 µm

Dmax = 5.10-3

Dnég = -2.10-3

- Fibre de Bragg à réseau radial

□ Objectif : Transport de fortes puissances lumineuses à l’aide de fibres à cœur de silice à très grande aire effective

 Utilisation de fibres de Bragg

«Fibre optique monomode à bande interdite photonique à très grande aire effective », Viale et al.,JNOG 2003.

5m

Préforme réalisée par la technique MCVD

(LPMC Nice Sophia Antipolis)


- Contexte de l’étude

  • Propagation monomode sur de grandes longueurs

    α = 0,4 dB.m-1

  • Aire effective forte

    Aeff = 517 µm²

  • Pertes par courbure faibles

    αρ=7,5cm = 0,2 dB.m-1

  • Propagation multimode sur de courts tronçons

    (coefficients d’atténuation modaux)

  • Dispersion chromatique positive

  • Mesure de la divergence


- Plan

  • Définition théorique des modes de propagation

  • Calcul de la dispersion modale

  • Mesure de la dispersion

  • Discussion des résultats

  • Mesure de la divergence

  • Définition de l’ON dans une fibre à BIP

  • Conclusion


- Norme (E) des premiers modes à 1550 nm

neff = 1,443598

neff = 1,443057

neff = 1,443057

HE11x

TE01

HE21x

neff = 1,443598

neff = 1,443058

neff = 1,443057

HE11y

TM01

HE21y

« LP01»

« LP11 »

α11 = 0,657 dB.m-1

α01 = 0,186 dB.m-1

« LP21 » et « LP02 »  α21 et α02 >> α11

 Rα = 3,5 Multimode sur de courtes longueurs


- Dispersions des modes LP01 et LP11

Dc(SMF) = 17 ps/(nm.km)

Dc(LP01) > Dc(SMF)

À λ = 1550 nm

 Dc(LP01) = 28,6 ps/(nm.km)

Dc(LP11) = 27,0 ps/(nm.km)


- Mesure de dispersion chromatique

 Méthode du retard de phase Produit DcL important

Pertes linéiques de 0,4 dB.m-1

 Dc faible

 inadaptée

 Interférométrie en lumière blancheMultimode sur des longueurs centimétriques

inutilisable

Réflectométrie à faible cohérence (Télécom Paris)

«  Optical Low- Coherence Reflectometry(OLCR) »

Longueur métrique de fibre sous test

adaptée


Couplage de polarisation

Puissance (10dB/div)

Entrée

LP01

LP11

couplage modal

Longueur d’onde (nm)

Position du miroir (nm)

- Méthode de l’OLCR


- Mesure de Dc du mode LP01

● Mesure du temps de groupe perturbée par la présence du LP11

● Dc mesurée à 23,1 ps/(nm.km) pour le mode LP01 à 1550 nm

Dc (Bragg) > Dc (SMF)


- Plan

  • Définition théorique des modes de propagation

  • Calcul de la dispersion modale

  • Mesure de la dispersion chromatique

    ●Discussion des résultats

  • Mesure de la divergence et discussion

  • Conclusion


- Définition de la dispersion

Dc =Dmatériau+ Dguide

r<r1 E(r) = J0(r) # gaussienne

Annulation du champ E à l’interface cœur/gaine


- Dispersion de guide

∆l = 500 nm

∆w0 / w0 = 34 %

∆w0 / w0 = 4 %

Bragg

SMF

Bragg

SMF

 Dguide < 0

 Dguide > 0


- Calcul de Dguide d’une fibre de Bragg

- Dispersion chromatique positive à 1,55 µm

- Zéro de dispersion décalé à 1, 246 µm


Fibre de Bragg tendue

L = 40 cm

Détecteur en rotation

SMF

Source 1550 nm

- Mesure de la divergence @ 1,55µm


ncoeur

nmin

l

Hypothèse : nmin # indice du « dernier » mode guidé

LP11 « dernier » mode guidé

ne11= 1,443057

ncoeur= 1,444023

ONth = 0,053

αexp = 3,2°  ONexp = 0,056

Proposition d’une définition de l’ouverture numérique d’une fibre à BIP

- Ouverture numérique @ 1,55µm

ne

ne01

ncoeur

ne11

neMOE non guidés

nmin


- Conclusionset perspectives

[email protected]

• Utilisation de l’OLCR

- Analyse modale de la propagation

- Mesure de la dispersion chromatique du mode fondamental

• Possibilité de prédire le comportement modald’une fibre de Bragg

•Evaluation de la divergence et de l’ouverture numérique

Perspectives

Réalisation d’une fibre à très grande aire effective pour les basses longueurs d’onde

Lasers de fortes puissances

(dispersion contrôlée,…)


Analyse des propriétés modales d’une fibre de Bragg

P. Viale, R. Jamier, S. Février, P. Leproux

IRCOM, CNRS UMR 6615

C. Palavicini, Y. Jaouën

GET – Télécom Paris, CNRS UMR 5141

A.-F. Obaton

BNM-LNE

[email protected]


LP11

LP01

Dc (ps/nm/km)

LP11

LP01

Longueur d’onde (nm)

LP11

- Influence des courbures

ρ →

ρ = 5 cm

 ρ, Dc(Bragg) > Dc(SMF)

ρ = 2 cm


ad