Stage - Analyses et Caractérisations des Modes Guidés dans des Fibres Optiques en Silice et Saphir H/F CEA

Le Laboratoire Systèmes et Photoniques pour le Monitoring (LSPM) est spécialisé dans l'instrumentation et le monitoring en environnements sévères, tels que les hautes températures (> 500°C) ou sous radiations (X, , ...), en utilisant la fibre optique comme élément sensible. Ces capteurs présentent de nombreux avantages, comme leur faible encombrement, la cadence d'interrogation ou leur insensibilité à une grande partie du spectre électromagnétique et à la composition de l'atmosphère entourant la fibre.
Les réseaux de Bragg (RdB), constitués d'une modulation périodique de l'indice du coeur de la fibre, permettent de mesurer des températures supérieures à 1000°C, ils permettent aussi de mesurer des déformations et peuvent être utilisés pour la dosimétrie. La plateforme FemtoBragg du CEA List permet d'inscrire des réseaux de Bragg et diverses structures périodiques en quelques minutes dans le coeur des fibres optiques, notamment avec un laser femtoseconde (fs) et la technique du point par point. Cependant, pour des applications à très haute température (>1200°C), comme les moteurs d'avion de nouvelle génération ou les réacteurs nucléaire, les fibres en silice ne sont plus adaptées. La fibre optique en saphir constitue alors une alternative, capable de résister jusqu'à 2000°C. Néanmoins, contrairement à la silice, la fibre en saphir n'a pas de coeur pour guider la lumière, ce qui entraîne un guidage multimode très marqué et un spectre élargi des réseaux de Bragg, réduisant la précision des mesures. Il est donc nécessaire de créer des guides d'ondes dans ces fibres spécifiques afin d'optimiser le guidage de la lumière et d'améliorer la qualité des mesures.

Le but de ce stage est d'étudier et de caractériser les modes optiques se propageant dans des fibres en silice et en saphir, avec ou sans guides d'ondes photo inscrits. Le stagiaire travaillera notamment sur la visualisation expérimentale des modes à l'aide d'une caméra InGaAs, permettant l'observation de ces derniers dans l'infrarouge. Pour cela, le stagiaire sera amené à développer un banc de visualisation adapté, capable de capturer les profils modaux et d'analyser la répartition de la lumière à travers les fibres. Le stagiaire étudiera différentes configurations de guides d'ondes avec la présence ou non de réseaux de Bragg, ainsi que l'influence de divers traitements thermiques sur la structure du profil modal. Une analyse complémentaire par simulation numérique pourra également être réalisée afin de compléter les résultats expérimentaux.

Le stagiaire sera encadré par des Ingénieurs Chercheurs très fortement impliqués dans le développement des plateformes femtosecondes du LSPM et dans la réalisation de mesures dans différents environnements sévères. Il devra faire preuve d'une grande rigueur scientifique, à la fois pour mener à bien ses expériences, mais aussi pour présenter et analyser les résultats.
Une possibilité de continuer en thèse, sur des sujets similaires, est envisageable.