TENUE AUX RADIATIONS DES FIBRES OPTIQUES DOPEES YTTERBIUM Sylvain Girard 1 , Youcef Ouerdane 2 , Blandine Tortech 2 , Claude Marcandella 1 , Thierry Robin 3 , Aziz Boukenter 2 , Benoît Cadier 3 , Jean-Pierre Meunier 2 et Patrice Crochet 3 1 CEA DIF, Bruyères-le-Châtel, 91297 Arpajon Cedex 2 Laboratoire Hubert Curien, UMR CNRS 5516, 42000 Saint-Etienne 3 iXFiber SAS, Rue P. Sabatier, 22300 Lannion, France sylvain.girard@cea.fr RESUME Nous étudions les effets des radiations sur les propriétés des fibres optiques dopées ytterbium en vue d’évaluer leur vulnérabilité pour des applications spatiales. Les fibres optiques dopées aux terres rares sont beaucoup plus sensibles aux radiations que les fibres passives. Cette grande sensibilité semble imputable à des défauts ponctuels relatifs à la matrice hôte à base de silice plutôt qu’à des modifications de structure spécifiques aux ions ytterbium. L’influence de l’aluminium et du phosphore sur la réponse de ce type de fibre optique est discutée. MOTS-CLEFS : ytterbium, fibres optiques, radiations, microscopie confocale 1. INTRODUCTION Les fibres optiques dopées aux terres rares, telles que les fibres Er, Er/Yb or Yb, sont aujourd’hui considérées pour des applications en environnement spatial: lasers fibres, gyroscopes... Ces fibres sont plus sensibles aux radiations que les fibres optiques passives à cœurs de silice pure ou dopés au Germanium [1],[2]. Les radiations ionisantes entrainent la génération de défauts ponctuels responsables de l’augmentation de l’atténuation autour des longueurs d’onde de pompe et d’émission [3]. Ainsi, H. Henschel et al. ont mesuré des pertes induites de l’ordre de 1 à 12 dB/m à 830 nm dans des fibres dopées Yb pour une irradiation gamma à 14 krad [4]. Des études antérieures ont montré que le niveau des pertes induites ne dépend pas uniquement de la concentration en ions terres-rares mais dépend également de la composition chimique de la matrice hôte, en particulier de la présence d’aluminium, de phosphore ou de germanium [5-8]. L’influence relative de ces différents dopants sur la sensibilité sous irradiation des fibres est mieux connue pour les fibres dopées Er que celles dopées Yb. Une étude récente [7] a souligné la nécessité de nouvelles expériences pour compléter les mesures de pertes induites sous irradiation en vue de comprendre les mécanismes à l’origine de la dégradation des fibres dopées Yb sous irradiation. Ils ont suggéré l’utilisation d’outils spectroscopiques pour caractériser les changements induits par l’irradiation dans les fibres à l’échelle microscopique en complément des mesures de pertes induites. Nous avons récemment montré l’efficacité de la microscopie confocale de luminescence (MCL) pour étudier les changements induits par irradiation dans les fibres dopées Er [1], [9]. Dans cet article, nous caractérisons, en utilisant cette technique, trois échantillons de fibres dopées Yb conçus afin de mieux appréhender le rôle du phosphore et de l’aluminium sur leur réponse radiative. 2. PROCEDURE EXPERIMENTALE Les principales informations concernant la composition de nos échantillons, élaborés par iXFiber [10], sont données dans la table 1. Les fibres possèdent des cœurs de diamètre compris entre 6 et 12 µm ainsi qu’une structure de type double gaine octogonale (cf. Fig.1.) afin d’optimiser le pompage des ions Yb qui sont situés dans le cœur. Ces échantillons permettent d’étudier les interactions entre les ions Yb et les dopants P et Al par comparaison directe entre les réponses des trois fibres. Ces deux dopants sont très largement utilisés pour fonctionnaliser les fibres optiques