Chalcogenide microstructured optical fibres for mid-IR applications.
Résumé
Compared to oxide-based glasses, vitreous materials composed of chalcogen elements (S, Se, Te) show large transparency windows in the IR. Indeed, chalcogenide glasses can be transparent from the visible up to 12-18 μm, depending on their compns. In addn., chalcogenide glasses contain large polarisable atoms and external lone electron pairs that induce exceptional non-linear properties. Consequently, the non-linear properties can be 100 or 1000 times as high as the non-linearity of silica. An original way to obtain single-mode fibers is to design microstructured optical fibers (MOFs). These fibers present unique optical properties thanks to the high degree of freedom in the design of their geometrical structure. Various chalcogenide MOFs operating in the IR range have been elaborated in order to assoc. the high non-linear properties of these glasses with the original MOF properties. Indeed, chalcogenide MOFs might lead to new devices with unique optical properties in the mid-IR domain, like multimode or endlessly single-mode transmission of light, small or large mode area fibers, highly birefringent fibers and non-linear properties for wavelength conversion or generation of supercontinuum sources.Les verres de chalcog´enures sont des verres ´a base d'´el´ements chalcog´enes (S, Se et/ou Te). Ces verres pr´esentent une large fenêtre de transparence dans l'infrarouge. En effet, les verres de chalcog´enures peuvent être transparents du visible jusqu'´a 12-18μm, suivant leur compn. De plus, les verres de chalcog´enures pr´esentent des atomes fortement polarisables (atomes lourds avec la pr´esence de paires ´electroniques libres), qui induisent de fortes propri´et´es optiques non lin´eaires. Par exemple, l'indice de r´efraction non lin´eaire peut être de 100 ´a 1000 fois sup´erieur ´a celui des verres classiques ´a base de silice. Les fibers dites microstructur´ees permettent, grâce ´a la grande diversit´e de leur g´eom´etrie, d'obtenir des propri´et´es originales de propagation de la lumi´ere. Dans le pr´esent article, diff´erentes g´eom´etries de fibers microstructur´ees en verres de chalcog´enures seront pr´esent´ees. Ces fibers peuvent être monomodes, quelle que soit la longueur d'onde, et pr´esenter de tr´es petites tailles de mode ou, au contraire, un tr´es large mode de propagation. Les fibers peuvent ´egalement être tr´es fortement bir´efringentes et peuvent être utilis´ees pour faire de la conversion de longueur d'onde et obtenir ainsi de nouvelles sources laser ´a fiber, tr´es rares dans l'infrarouge moyen.