Les fibres optiques dopées ytterbium (FDY) présentent un intérêt majeur dans de nombreuses applications industrielles ou médicales nécessitant des sources laser de fortes puissances à des longueurs d’onde proches du micron. Leur utilisation est par exemple envisagée dans le domaine spatial, pour assurer les communications optiques entre satellites (OISL), ou bien comme source LIDAR. Très généralement, un double problème se pose pour ces fibres.D’une part, les FDY souffrent de photo-noircissement, c’est-à-dire d’une augmentation significative de leur atténuation dans une large gamme de longueurs d’onde (de l’UV au proche IR) lorsqu’elles sont pompées. D’autre part, les FDY utilisées en environnement spatial seront soumises aux radiations naturelles du milieu qui vont aussi induire une atténuation optique. On parle plutôt de radio-noircissement dans ce cas.
Les bandes d’absorption photo- et radio-induites s’étendent jusqu’aux longueurs d’onde de pompe et de gain, réduisant ainsi les performances amplificatrices des FDY. S’il est admis que ces bandes sont associées à des centres colorés formés par irradiation, ni la nature de ces centres, ni leur mécanismes de formation/guérison ne sont encore clairement identifiés. Notre étude préliminaire sur des préformes dopées Yb a montré qu’une irradiation aux rayons X activait les même centres colorés que la radiation issue d’un laser Ar+. Cela prouve que les phénomènes de photo- et radio-noircissement répondent à des mécanismes similaires (au moins partiellement). Jusqu’à présent
pourtant, ces effets ont été étudiés de manière complètement indépendante par deux communautés distinctes. Leur étude conjointe peut ouvrir de nouvelles perspectives et permettre d’appréhender les comportements spécifiques liés à l’existence simultanée des deux types de noircissements. Le travail de thèse proposé vise à caractériser parallèlement puis simultanément les phénomènes de photo- et de
radio-noircissements des FDY. L’étude sera menée en fonction de la teneur en dopants (Yb et Al), à travers une considération rigoureuse des effets de dose et de débit de dose de radiations. En plus des mesures d’atténuation induite, les centres et défauts activés par les diverses radiations seront caractérisés par thermoluminescence (TL),
une technique originale des plus efficaces pour ce type d’investigation, qui sera couplée à des mesures de RPE (avec LSI, école polytechnique, Palaiseau). L’objectif premier est d’accéder à la compréhension fine des mécanismes de dégradation et d’établir des modèles opérationnels de photo- et radio-noircissement dans les FDY de façon à établir
et reproduire des conditions d’irradiation équivalente aux conditions d’une mission spatiale à l’échelle du laboratoire. Il s’agit également de participer à la mise au point d’un banc de test de la dégradation d’un laser fibré sous irradiation (en conditions « spatiales »). Le but ultime de ces efforts de modélisation et de tests lasers en conditions de service est d’une part de converger vers la mise au point de FDY « durcies » vis à vis des radiations, c’est à dire capables de maintenir leur performance au dessus d’une tolérance acceptable (en terme de puissance de sortie) tout au long d’une mission en orbite, et d’autre part de contribuer à la mise au point de protocoles standard de tests de tenue aux radiations pour les fibres optiques (pour la qualification spatiale de ces composants).

Contexte : thèse proposée dans le cadre du projet ANR-JC PARADYSIO porté par le LPMC – Période : 2012-2014.
Financement ANR, rémunération équivalente à un contrat doctoral (ex bourse MRT).

Lieu de travail : Université de Nice-Sophia Antipolis, Faculté des Sciences, Parc Valrose, Nice. Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (LPMC, UMR 6622). Nice centre.

Site internet : http://lpmc.unice.fr/

Début de contrat : dernier trimestre 2011, voire janvier 2012. Durée : 3 ans.
Profil : Titulaire d’un M2 ou diplôme d’ingénieur. Compétences : Matériaux (verres dopés), interaction
rayonnement-matière, et optique guidée. Le candidat sera impliqué dans les travaux expérimentaux, comme dans
la modélisation. Une compétence en laser (fibrés) et une bonne aptitude à la modélisation (connaissance Matlab)
seront appréciées.

Contacts :
-Mourad BENABDESSELAM, Professeur – ben@unice.fr – 04 92 07 63 32
-Franck MADY, Maître de conférences – mady@unice.fr – 04 92 07 63 30

Envoyer par mail aux adresses précédentes : un CV détaillé, un relevé des notes de l’année du M1 ou équivalent, un relevé de notes (provisoire le cas échéant) du M2 ou équivalent et classements. Lettre(s) de recommandation si possible.