M. LANCRY, P. NIAY, M. DOUAY ;

23èmes JOURNEES NATIONALES D'OPTIQUE GUIDEE Cinétique de formation des réseaux de Bragg dans les fibres de télécommunication standard hypersensibilisées • M. LANCRY, P. NIAY, M. DOUAY; Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules; UMR CNRS 8523, Université des Sciences et Techniques de Lille, Bâtiment P5 ,59655 Villeneuve d ’Ascq, France • B. POUMELLEC; LPCES, Bâtiment 414, Orsay, France

Introduction La méthode d’hypersensibilisation Le modèle proposé Objectif de l’étude et méthodologie Résultats Conclusions Plan de l’exposé

L’hypersensibilisation UV ? Inscription de réseaux de Bragg stable; Dnmod=10-3 Verrouillage de la photosensibilité (Canning 1995 phospho-silicate; Kohnke 1999 germano-silicate) étape 2Insolation uniforme (lp=157 – 300 nm) étape 1 Chargement en H2 (140 atm, 20°C) étape 3 Dégazage de H2 (3j à 110°C)

B ? , C ? • Etape 2 Inscription d’un réseau de Bragg B k2 C Conditions initiales : [B(Ni = 0)] = B0(Npre) [C(Ni = 0)] = C0(Npre) Schéma réactionnel à deux étapes( Äslund et al., Opt. Lett. 24, 1999) • Etape 1 Insolation d’un verre hydrogéné (Npre):A k1 B k’2 C; k1>>k’2 H2 Conditions initiales : [A (Ni = 0] = A0 [B (Ni = 0] = 0 [C (Ni = 0] = 0

Hypothèse supplémentaire : contribution des espèces B à l’indice est << C « forme en S » des cinétiques de croissance des réseaux de Bragg • La concentration des espèces B passe par un maximum en fonction de Npré Observation effectuée sur les espèces GeH2 par spectroscopie FTIR B = GeH2 ? Que laisse prévoir le modèle deux réactions successives ? Insolation d’une fibre hydrogénée • Insolation avec franges • Insolation uniforme

Que laisse prévoir le modèle deux réactions successives ? Insolation d’une fibre hypersensibilisée • Gain en photosensibilité apporté par l’hypersensibilisation passe aussi par un maximum en fonction de Npré Résultat validé par inscription de RB lp = 193nm, 244nm, 248nm • Cinétiques de croissance de Dn = f(Ni) Pente à l’origine Valeur « à saturation » indépendant de Fi

Objectif de l’étude • Confronter les observations expérimentales aux conclusions du modèle à deux réactions successives Méthodologie • Etudier l’influence de la densité d’énergie par impulsion sur les cinétiques de croissance de Dnmod (lp = 248nm ou 193nm): • Aspect des courbes Dnmod = f(Ni), Dnmoy = f(Ni) • Pente moyenne à l’origine • Valeur de Dn à « saturation »

Inscription des réseaux: L = 1 mm ou 4 mm, paramètre = Fi • Les cinétiques sont plus rapides lorsque Fi augmente • Similarité des courbes de croissance de Dnmod et Dnmoy : Dn= Dn0(1- exp (-Ni/t)) • Similarité des courbes de croissance: lp = 193 nm, 248 nm

Evolution de la pente moyenne à l’origine en fonction de Fi Définition: pente moyenne à l’origine = 1/Ni pour Dn = 5 10-5 • Pente moyenne à l’origine croît quadratiquement avec Fi(lp = 248 nm) • Pas de données exploitables (Dnmod < 10-4): lp = 193 nm Modèle k2(z) = s2.I²(z)

Evolution de la variation d’indice « à saturation » (Dn (Ni = 30000)) en fonction de Fi • Dn (Ni = 30000) croît linéairement en fonction de Fi (dans la gamme de densité d’énergie étudiée). • Similarité du comportement: lp = 193 nm, 248 nm • Désaccord avec les prévisions du modèle à 2 réactions successives

Modèle modifié: B C s2.I²(z) s-2.I(z) Tant que <<1, • Réaction B C est réversible • k2(z) = s2 I²(z) et k-2(z) = s-2 I(z) Pente à l’origine Valeur « à saturation » Fonction quadratique de Fi Fonction linéaire de Fi Conclusions tirées de ce modèle en accord avec nos expériences menées dans les fibres hypersensibilisées.

Utilisation du modèle Développement en série de Fourier de Dn (Ni, z) : extraction des quantités Dnmod(Ni) et Dnmoy(Ni) • V = 0,7 • = 0,5 mm s2 = 10-4 s-2 = 2 10-4 L’allure des courbes simulées est similaire à celle des courbes observées expérimentalement.

Conclusions s2.I²(z) s-2.I(z) B C Pour Fi {30 mJ/cm² - 280 mJ/cm²} • Dn (Ni = 30000) dépend linéairement de Fi: lp = 248 nm, 193 nm • [GeE ’] (Ni = 30000) croît aussi linéairement avec Fi • GeE ’ = espèce C ? • La pente moyenne à l’origine est une fonction quadratique de Fi (lp = 248 nm) • Expériences en cours: lp = 193 nm • Le mécanisme à deux réactions successives permet de rendre compte de nos observations à condition de supposer l’existence d’une réaction inverse.

M. LANCRY, P. NIAY, M. DOUAY ;