Compression spectrale dans les fibres optiques en présence de dispersion normale

Nous étudions numériquement le phénomène de compression spectrale se déroulant dans une fibre optique à dispersion normale. Les conditions conduisant à une impulsion en quasi-limite de Fourier sont déterminées et nous montrons que loin de dégrader les performances, la présence de dispersion normale permet une amélioration significative des résultats.

Parabolic similaritons in optical fibres

Recent developments in nonlinear optics have brought to the fore of intensive research an interesting class of pulses with a parabolic intensity profile and a linear instantaneous frequency shift or chirp. Parabolic pulses propagate in optical fibres with normal group-velocity dispersion in a self-similar manner, holding certain relations (scaling) between pulse power, duration and chirp parameter, and can tolerate strong nonlinearity without distortion or wave breaking. These solutions, which have been dubbed similaritons, were demonstrated theoretically and experimentally in fibre amplifiers in 2000. Similaritons in fibre amplifiers are, along with solitons in passive fibres, the most well-known classes of nonlinear attractors for pulse propagation in optical fibre, so they take on major fundamental importance. The unique properties of parabolic similaritons have stimulated numerous applications in nonlinear optics, ranging from ultrashort high-power pulse generation to highly coherent continuum sources and to optical nonlinear processing of telecommunication signals. In this work, we review the physics underlying the generation of parabolic similaritons as well as recent results obtained in a wide range of experimental configurations.

Femtosecond and UV inscribed grating characterization in photonic crystal fibres:optimization for sensing applications

Photonic crystal fibres (PCF) and more commonly microstructure fibres, remain interesting and novel fibre types and when suitably designed can prove to be "ideal" for sensing applications, as the different geometrical arrangement of the air holes alters their optical wave-guiding properties, whilst also providing tailored dispersion characteristics. This impacts the performance of grating structures, which offer wavelength encoded sensing information. We undertake a study on different air hole geometries and proceed with characterization of fibre Bragg and long period gratings, FBG and LPG, respectively that have been inscribed (using either a femtosecond or ultraviolet laser system) within different designs of microstructured fibre that are of interest for sensing applications. © 2012 SPIE.

Recovery of glass fibre and carbon fibres from reinforced thermosets by batch pyrolysis and investigation of fibre re-using as reinforcement in LDPE matrix

A semi-batch pyrolysis process was used to recover samples carbon fibre and glass fibre from their respective wastes. The mechanical properties of the recovered fibres were tested and compared to those of virgin fibres, showing good retention of the fibre properties. The recovered fibres were then used to prepare new LDPE composite materials with commercial and laboratory-synthesized compatibilizers. Mild oxidation of the post-pyrolysis recovered fibres and the use of different compatibilizers gave significant improvements in the mechanical properties of the LDPE composites; however some of the manufactured composites made from recovered fibres had properties similar to those made from virgin fibres.

Generation of a train of ultrashort pulses using periodic waves in tapered photonic crystal fibres

Funding This work was supported by the Ministry of Education , Nigeria for financial support through the TETFUND scholarship 55 scheme; CSIR [grant number 03(1264)/12/EMR-II].

On the group delay statistics of few-mode fibres with intermediate linear mode coupling

We report an investigation on the statistics of group delay for few-mode fibres operating in the weak and strong linear coupling regimes as well as in the intermediate coupling regime. A single expression linking the standard deviation of the group delay spread to the fibre linear mode coupling is validated for any coupling regime, considering up to six linearly polarized guided modes. Furthermore, the study of the probability density function of the group delays allowed deriving and validating an analytical estimation for the maximum group delay spread as a function of linear mode coupling.

Suppression of nonlinear distortion in few-mode fibres using strong mode coupling

In this paper, we investigate the impact of linear mode coupling on the efficiency of intermodal four-wave mixing and on the group delay statistics in few-mode fibres. The investigation will include not only the weak or strong linear coupling regimes, but also the transition region between them, the intermediate coupling regime. This analysis will allow to assess the level of coupling strength require to suppress the nonlinear distortion in a few-mode fibre below the level of distortion for single-mode propagation without mode coupling.

Enhanced spectral compression in nonlinear optical fibres

We propose two new approaches to enhance the spectral compression process arising from nonlinear pulse propagation in an optical fibre. We numerically show that an additional sinusoidal temporal phase modulation of the pulse enables efficient reduction of the intensity level of side lobes in the spectrum. Another strategy is to select a regime of propagation in which normal group-velocity dispersion reshapes the initial stretched pulse to a near-Fourier-transform-limited rectangular waveform.

Progress in photosensitive polymer optical fibres and gratings

Polymer optical fibre Bragg gratings are useful for strain sensor applications for large dynamic range. We report recent progress in developing polymer optical fibres with higher photosensitivity and fabricating POF gratings at alternative wavelength. © 2010 Optical Society of America.

Use of Fibres Obtained from the Cashew (Anacardium ocidentale, L) and Guava (Psidium guayava) Fruits for Enrichment of Food Products

OLIVEIRA, E. L. et al. Use of Fibres obtained from the Cashew (Anacardium ocidentale, L) and Guava (Psidium guayava) Fruits for Enrichment of Food Products. Brazilian Archives of Biology and Technology, Curitiba, PR, v. 48, p. 143-150, 2005.

Développement de fibres optiques composites pour la génération du supercontinuum dans l’infrarouge

Les sources laser à large bande possédant les caractéristiques requises pour émettre sur la plage spectrale correspondant à la seconde fenêtre de transmission atmosphérique (3 à 5 μm) exercent un attrait considérable pour divers domaines tels que la télédétection de polluants atmosphériques et les contremesures infrarouges. Les supercontinua générés à l’intérieur de fibres optiques représentent une option intéressante pour réaliser ce type de sources laser. En effet, ils possèdent une intensité élevée, un large contenu spectral, une excellente directionnalité de faisceau, ainsi qu’un bon potentiel pour constituer des sources lumineuses compactes et robustes. Toutefois, la génération d’un tel supercontinuum implique certains défis à relever sur le plan de la conception des fibres optiques employées. En fait, ces fibres optiques doivent présenter de faibles pertes de propagation sur la plage spectrale de 3 à 5 μm, posséder un paramètre de non-linéarité élevé et permettre le pompage en régime anomal de dispersion à des longueurs d’onde pour lesquelles des sources laser compactes sont offertes commercialement. En matière de robustesse, ces fibres doivent également démontrer de bonnes propriétés mécaniques ainsi qu’une stabilité chimique appropriée vis-à-vis de la corrosion causée par l’humidité. Dans le cadre de cette thèse, un nouveau type de fibres composites à saut d’indice fortement contrasté a été développé pour atteindre ces objectifs de génération de supercontinuum. Ce type de fibres combine respectivement un verre de tellurite et un verre de germanate pour son coeur et sa gaine permettant ainsi d’atteindre une différence d’indice de réfraction d’environ 0.3 entre ces deux dernières structures. Grâce à cet important saut d’indice, ces fibres peuvent fortement confiner les modes optiques à l’intérieur de leur coeur, ce qui leur donne la possibilité d’atteindre un niveau élevé de non-linéarité et d’optimiser leurs caractéristiques de dispersion chromatique pour la génération du supercontinuum. D’autre part, leur section transversale toute solide leur confère aussi une meilleure stabilité environnementale comparativement à celle démontrée par les fibres optiques microstructurées à base de verres d’oxydes de métaux lourds, de verres de chalcogénure et de verres fluorés. Toutefois, leur fabrication nécessite l’appariement de verres dont les propriétés thermomécaniques concordent suffisamment ensemble pour permettre leur fibrage. Les travaux effectués ici démontrent la production de fibres optiques composites et leur potentiel pour la génération du supercontinuum dans l’infrarouge moyen.

Modélisation du comportement des bétons fibrés à ultra-hautes performances par la micromécanique : Effet de l'orientation des fibres à l'échelle de la structure

Cette thèse s’inscrit dans le contexte d’une optimisation industrielle et économique des éléments de structure en BFUP permettant d’en garantir la ductilité au niveau structural, tout en ajustant la quantité de fibres et en optimisant le mode de fabrication. Le modèle développé décrit explicitement la participation du renfort fibré en traction au niveau local, en enchaînant une phase de comportement écrouissante suivie d’une phase adoucissante. La loi de comportement est fonction de la densité, de l’orientation des fibres vis-à-vis des directions principales de traction, de leur élancement et d’autres paramètres matériaux usuels liés aux fibres, à la matrice cimentaire et à leur interaction. L’orientation des fibres est prise en compte à partir d’une loi de probabilité normale à une ou deux variables permettant de reproduire n’importe quelle orientation obtenue à partir d’un calcul représentatif de la mise en oeuvre du BFUP frais ou renseignée par analyse expérimentale sur prototype. Enfin, le modèle reproduit la fissuration des BFUP sur le principe des modèles de fissures diffuses et tournantes. La loi de comportement est intégrée au sein d’un logiciel de calcul de structure par éléments finis, permettant de l’utiliser comme un outil prédictif de la fiabilité et de la ductilité globale d’éléments en BFUP. Deux campagnes expérimentales ont été effectuées, une à l’Université Laval de Québec et l’autre à l’Ifsttar, Marne-la-Vallée. La première permet de valider la capacité du modèle reproduire le comportement global sous des sollicitations typiques de traction et de flexion dans des éléments structurels simples pour lesquels l’orientation préférentielle des fibres a été renseignée par tomographie. La seconde campagne expérimentale démontre les capacités du modèle dans une démarche d’optimisation, pour la fabrication de plaques nervurées relativement complexes et présentant un intérêt industriel potentiel pour lesquels différentes modalités de fabrication et des BFUP plus ou moins fibrés ont été envisagés. Le contrôle de la répartition et de l’orientation des fibres a été réalisé à partir d’essais mécaniques sur prélèvements. Les prévisions du modèle ont été confrontées au comportement structurel global et à la ductilité mis en évidence expérimentalement. Le modèle a ainsi pu être qualifié vis-à-vis des méthodes analytiques usuelles de l’ingénierie, en prenant en compte la variabilité statistique. Des pistes d’amélioration et de complément de développement ont été identifiées.

Effet du greffage de TiO2 à la surface de fibres de lin sur les propriétés mécaniques d'un composite PLA/fibre de lin longues unidirectionnelles

Les matériaux composites sont utilisés dans beaucoup de domaines pour leurs propriétés mécaniques spécifiques, leur mise en forme facile et leur bas coût. Cependant, lorsque les composites pétro-sourcées sont en fin de vie, le traitement des déchets a un fort impact environnemental. C’est pour cette raison que les industriels se tournent vers des matériaux bio-sourcés. Ils souhaitent ainsi abaisser le coût des matières premières mais aussi se donner une image plus « verte » grâce à l’utilisation de matériaux renouvelables et/ou compostables. Le projet présenté s’inscrit dans dans cette optique où il est question d’élaborer de nouveaux composites à renfort et matrices bio-sourcés et tout particulièrement des composites fibre de lin/acide polylactique (PLA). Ces derniers sont généralement appelés bio-composites. L’originalité de cette étude réside dans le traitement des fibres de lin afin de les compatibilité avec la matrice PLA. Le traitement consiste au greffage de dioxyde de titane sur la surface de fibres de lin fonctionnalisée par oxydation au TEMPO. Ces fibres longues sont ensuite utilisées comme renfort sous forme de tissu unidirectionnel dans la matrice PLA. Le comportement mécanique en traction, flexion et la résistance à l’impact de ces biocomposites sont étudiés afin d’analyser l’influence du traitement des fibres sur leur performances.

Modélisation de la dispersion chromatique et de l’atténuation dans les fibres microstructurées à coeur suspendu

D’abord, nous présentons les principes physiques nous permettant de modéliser et comprendre le phénomène de propagation linéaire des impulsions lumineuses dans un milieu homogène, dans les guides d’ondes planaires et enfin dans les fibres optiques microstructurées. Ensuite, nous faisons une analyse mathématique rigoureuse des équations linéaires de propagation et posons le problème comme celui de la recherche de valeurs propres d’opérateurs auto-adjoints dans un espace de Hilbert. On verra que ces résultats théoriques s’appliquent aux équations simulées dans le logiciel Comsol Multiphysics. Enfin, nous recensons et proposons différentes façons de prédire les valeurs de dispersion chromatique et d’atténuation dans les fibres microstructurées à coeur suspendu en utilisant les notions et équations discutés dans les deux premiers chapitres. Le choix de la géométrie, du matériau et de la longueur d’onde de la lumière transmise sont parmi les variables étudiées numériquement. Nous ferons également un exemple détaillé d’utilisation du logiciel Comsol Multiphysics pour construire un modèle de fibre optique microstructurée.

Use of Fibres Obtained from the Cashew (Anacardium ocidentale, L) and Guava (Psidium guayava) Fruits for Enrichment of Food Products

OLIVEIRA, E. L. et al. Use of Fibres obtained from the Cashew (Anacardium ocidentale, L) and Guava (Psidium guayava) Fruits for Enrichment of Food Products. Brazilian Archives of Biology and Technology, Curitiba, PR, v. 48, p. 143-150, 2005.