Fabrication et caractérisation d'hybrides optiques tout-fibre

Ce mémoire traite de la fabrication et de la caractérisation de composants en fibres optiques comportant trois ou quatre fibres. On s'intéresse plus spécifiquement aux composants permettant de retrouver de façon non ambigüe l'amplitude et la phase d'une onde par rapport à une référence connue. Ce type de composant est souvent nommé hybride optique. Les composants à trois fibres placées en triangle sont étudiés de façon théorique pour réaliser un hybride optique, fabriqués, puis caractérisés en transmission et en phase. Les composants à quatre fibres placées en carré sont également étudiés théoriquement pour réaliser un hybride optique, puis fabriqués et caractérisés en transmission et en phase. L'objectif de ce mémoire est, dans un premier temps, de montrer qu'il est possible de réaliser des hybrides optiques avec les structures tout-fibre proposées. Dans un deuxième temps, des prototypes d'hybrides ont été réalisés et leurs caractéristiques évaluées et comparées à celles d'hybrides optiques idéaux, soit l'équipartition des signaux de sortie et les relations de phases spécifiques entre eux. Les prototypes d'hybrides sont fabriqués avec la méthode par fusion-étirage de fibres et la source de chaleur employée est une flamme à base de propane. Cette méthode est privilégiée car elle s'est avérée efficace et reproductible pour réaliser des coupleurs en fibres optiques. Ce procédé permet de contrôler les paramètres expérimentaux et peut ainsi s'adapter aux composants à plusieurs fibres. Les coupleurs à trois fibres réalisés ont une transmission totale en longueur d'onde de 85 % (-0,7 dB), le croisement est typiquement situé autour de 1 550 nm avec une transmission de 33 % (-4 dB) par branche. De plus, les phases relatives entre les signaux de sortie sont de 120 9°. Les coupleurs à quatre fibres réalisés ont une transmission de 89 % (-0,5 dB) avec un croisement typiquement situé autour de 1 550 nm avec une transmission autour de 25 % (-6 dB) sur chaque branche. Enfin, les phases relatives entre les signaux de sortie sont de 90 3°. Les applications possibles de tels composants sont dans le domaine de la détection cohérente.En télécommunications, il est intéressant de procéder au décodage de l'information de façon optique. Puisque dans certains systèmes actuels l'information est encodée en phase («Phase-Shift Keying»), il faut, pour effectuer le décodage, être en mesure de détecter sans ambiguïté la phase du signal, ce que l'hybride permet de faire. Étant donné que les composants sont réalisés dans des fibres standards, ils sont compatibles avec les montages fibrés et les appareils courants. Une autre application possible est en imagerie biomédicale avec des techniques de tomo