Étude des paramètres de conception d'un coupleur fusionné en verre fluoré

Les coupleurs fusionnés en fibre optique sont des composants essentiels à de nombreuses technologies optiques. À ce jour, seuls les systèmes fibrés en silice, et donc limités au visible et au proche infrarouge, se retrouvent hors laboratoire. Pour cause, les fibres optiques de verre fluoré, utilisées pour l'infrarouge moyen, présentent des propriétés mécaniques et chimiques qui nécessitent des conditions contrôlées lors de leur manipulation. Les procédés de fabrication de coupleurs fusionnés en silice ne conviennent pas aux verres fluorés. Dans ce projet, nous proposons l'utilisation d'une méthode de chauffage utilisant l'air chaud, pour fabriquer des composants fibrés. Parallèlement, nous suggérons un nouveau paramètre de conception : la viscosité des fibres devient l'assise du procédé de fabrication. Nous commençons d'abord par l'étude de la viscosité de deux fibres optiques de verre fluoré, le ZBLAN et le fluoroindate. En proposant un modèle théorique à un seul paramètre libre et une méthodologie minimaliste, nous arrivons à reconstruire la décroissance en viscosité autour des températures de procédé. Les résultats montrent une plage de température d'une largeur proche de 10 C pour la fabrication de composants pour les deux types de verre. À partir des données de viscosité, nous arrivons à faire des fibres effilées, une première étape vers les coupleurs fusionnés. Qui plus est, des fibres effilées de fluoroindate à très faibles pertes et sans cristallisation apparente sont fabriquées à une viscosité élevée de départ. Les essais expérimentaux s'avèrent moins concluants pour le ZBLAN, où la cristallisation demeure apparente, malgré un procédé à viscosité élevé. Enfin, l'étape cruciale de la fusion révèle rapidement les limites de la méthode de chauffage : le débit trop élevé sépare les fibres et empêche toute fusion. L'hypothèse de départ est que l'utilisation commune d'une méthode de chauffage à air chaud et de la viscosité comme paramètre de conception permettra la conception de coupleurs fusionnés en verre fluoré. Elle s'avère en partie vérifiée. Les résultats de fibres effilées de fluoroindate à faible pertes sont prometteuses. Un raffinement du système de chauffage sera un pas de plus vers les premiers coupleurs fusionnés en verre fluoré.