Nanoparticules de silicium pour l’amplification dans les fibres dopées erbium

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    12-Feb-2016

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Nanoparticules de silicium pour lamplification dans les fibres dopes erbium. A. A. Choueiry 1 , A.-M. Jurdyc 1 , B. Jacquier 1 , C.-C. Kao 2 , B. Gallas 2 , L. Bigot 1. 1 Laboratoire de Physico Chimie des Matriaux Luminescents (LPCML) , - PowerPoint PPT Presentation

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  • Nanoparticules de silicium pour lamplification dans les fibres dopes erbiumA. A. Choueiry1, A.-M. Jurdyc1, B. Jacquier1, C.-C. Kao2, B. Gallas2, L. Bigot1 1Laboratoire de Physico Chimie des Matriaux Luminescents (LPCML),CNRS-UMR 5620, Universit Lyon1, Domaine Scientifique de La Doua, bt A. Kastler, 10 Rue Andr Marie Ampre 69622 Villeurbanne cedex, France. 2Laboratoire dOptique des Solides (LOS),CNRS-UMR 7601, Universit P. et M. Curie, case 80, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France.

  • Introduction: fentres de tlcommunication et ions de terre rareLattnuation dune fibre optique de silice, mme faible, impose lutilisation damplificateurs. Dans ce domaine, ce sont les solutions base dions de terres rares qui sont privilgies.

  • Introduction Pompage laide dune diode laser; Section efficace dabsorption des ions Er3+ de lordre de 10-21cm2 .Principe de fonctionnement dun amplificateur optique (EDFA)

  • Nc-Si Sensibilisateur pour lerbium1 L. Dal Negro et al., Optical gain in PECVD grown silicon nanocrystals, Proceedings SPIE vol. 4808 (2002), 13-172 M. Fuji et al., Photoluminescence from SiO2 containing Si nanocrystals and Er: Effects of nanocrystalline size on the photoluminescence efficiency of Er3+, J. Appl. Phys., (1998), 4525-45313 J. Lee et al., Optical gain at 1.5mm in nanocrystal Si sensitized, Er-doped silica waveguide using top-pumping 470nm LED, PD, OFC (2004)Mise en vidence de lefficacit du transfert dnergie entre les nc-Si et les ions Er3+ en 1998 2 . Augmentation de la seff des ions Er3+ due au transfert.Gain de 3dB/cm obtenu en excitant un guide donde de silice contenant des nc-Si et dop par des ions Er3+ laide dune DEL 470nm en 2004 3.

  • chantillonsCouche minces SiOx : Erx < 2 excs de Si formation dagrgats de SiDeux types de traitement thermique: 8500C (1h sous vide) + 9000C (1h sous vide) +10000C (1h sous N2)8000C (2h sous vide) +10000C (1h sous N2) chantillons labors au Laboratoire dOptique des Solides (LOS) Paris VI

    chantillonX (SiOx)[Er] %paisseur (mm)SiOEr071.03410.502SiOEr101.1170.060.378SiOEr081.2110.250.46SiOEr021.2810.110.58SiOEr111.3440.020.504SiOEr061.6470.040.17SiOEr091.7770.030.62

  • Transfert dnergie entre les Nc-Si et les ions Er3+ En absence des nc-Si (courbe2) : faible mission des ions Er3+ 1540nm; En prsence des nc-Si (courbe1) : mission dans le visible due au nc-Si et augmentation de lmission des ions Er3+ 1540nm; vidence du transfert dnergie entre les nc-Si et les ions Er3+.

  • Dtermination de la section efficace effective dabsorption (seff) des ions Er3+Mthode 1Mthode 2 Lintensit de la fluorescence des ions Er3+ 1540nm est donne par :

  • Dtermination de seff des ions Er3+:Montage exprimental

  • Mthode 1 : Inverse du temps de monte en fonction du flux des photons

    lexc(nm)seff (x10-17cm2)457244881.95141.57250.37700.2

  • Mthode 2 : Variation de lintensit 1540nm des Er3+ en fonction du flux des photons

  • Conclusions et Perspectives Vrification de lefficacit du transfert dnergie entre les nc-Si et les ions Er3+ ;Utilisation dune nouvelle technique de dtermination de la section efficace dabsorption (SEA), Vrification de laugmentation de la valeur de la section efficace de quatre ou cinq ordres de grandeur;

    Dterminer les limites de cette nouvelle technique;tudier leffet des dimensions des nc-Si et de la concentration des ions Er3+ sur le transfert dnergie, lenvironnement des ions erbium.

    * Le titre, le labo, les auteursMin d attnuation des fibres de silice au environ de 1530nm : mission des ions Er3+Notre tude est focalis sur laugmentation des performances des Er3+

    Principe dun EDFAGain dpend principalement de 3 paramtres, lun de ces 3 paramtres est la la section efficace dabsorption, on va introduire les nc-Si afin daugmenter cette section efficace

    chantillon contenant des nc-Si : mission dans le visible + forte mission des ions Er3+ 1540nm,chantillon sans nc-Si : Pas dmission dans le visible + diminution de lmission des ions Er3+ 1540nm,Transfert dnergie entre les nc-Si et les ions Er3+.Prsentation du montage de ses particularitsLongueur donde dexcitation: Argon, Saphir titanePrsentation titre dexemple d1 spectre dabsorption dans les verres

    Ajustement laide de la formule : extraction de la valeur de la section efficace et de la dure de vie des ions Er3+On pourra vrifier la valeur de la dure de vie en la mesurant directement dtermination du flux des photons

    Prsentation de la courbe I=f(flux) pour SiEr02, 488nm, mes LOSLes 2 expriences ne sont pas faite dans les mmes conditions dchantillonnage et de mesures.Mesure non facile faire il faut les faire avec prcaution et beaucoup de finessePour le moment on est intress par lordre de grandeur

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