Fonctionnalisation de fibres optiques par des grenats pour les applications magneto-optiques – FOGAMO

Le but de ce projet est d'explorer le potentiel d'un nouveau procédé de préparation de matériaux magnéto-optiques pour l'optique guidée et plus particulièrement pour les capteurs à fibre optique. Le projet s’articule autour de savoirs faires uniques à l’IPCMS : celui de l’élaboration des matériaux eux-mêmes, détenu par le Département de Chimie des Matériaux Inorganiques, celui de la fonctionnalisation de guides optiques intégrés et des processus magnéto-optiques ultra-rapides détenus dans le Département d’Optique ultrarapide et de Nanophotonique.
Le processus de préparation des matériaux est basé sur l’utilisation de nouveaux précurseurs organo-minéraux conduisant à la synthèse de matériaux magnéto-optiques parmi les plus performants connus à ce jour. Nous avons utilisé les propriétés de ces précurseurs pour fonctionnaliser l’extrémité d’une fibre optique par une microparticule magnéto-optique. Ce procédé est rapide, il ne comprend qu’un nombre très limité d’étapes, ne demande que peu de matériel de mise en œuvre et des produits non toxiques. Ainsi, nous pouvons développer une famille de capteurs ou de dispositifs magnéto-optiques fibrés particulièrement compacts et cela avec une grande valeur ajoutée par rapport aux dispositifs existants.
Au cours de ce projet, deux types de structures sont envisagées. La première est constituée par une microparticule en extrémité de fibre. Cette configuration simple permettra à la fois l’optimisation des matériaux et le développement d’une sonde magnéto-optique opérant en réflexion. La seconde est constituée par une microparticule assurant la connexion entre deux fibres. Dans ce cas, les dispositifs visés sont ceux concernant le contrôle des modes propagés dans une fibre optique et leurs différentes applications (modulateur, convertisseurs TE TM...). La possibilité de fonctionnaliser ainsi la fibre en différents endroits ouvre également la voie à la possibilité de mettre en place différents capteurs magnéto-optiques à différentes positions sur une même fibre. Pour valider ces différents concepts, nous chercherons à réaliser un détecteur de champ magnétique basé sur nos fibres fonctionnalisées. Les performances attendues se situent au niveau de celles des magnétomètres à résonance de spin (1 pT·Hz-½).
Le fort potentiel de valorisation a motivé l’amorce d’un processus de dépôt de brevet. Particulièrement sensible à cet aspect de la recherche, nous mèneront activement cette action dans le cadre de ce projet. Le marché des détecteurs fibrés présente aujourd’hui une croissance annuelle de 10 % pour un marché évalué à 2 milliards de dollars. Nous avons la conviction que les avantages apportés par notre procédé nous permettrons de trouver une place dans ce marché dans cette période de croissance.