Note ABES High curvature micro-lenses for advanced optical fiber applications Micro-lentilles à forte courbure pour des applications de fibres optiques avancées Micro lentilles en embout de fibres Haute courbure Fibres fluorurée Fibres creuses Fibres multi-cœurs COMSOL multiphysics Tolérance à la puissance Gravure de silicium Lasers à cascade interbandes Fiber micro-lenses High-curvature Fluoride-based fibers Hollow-core fibers Multi-core fibers COMSOL multiphysics Power tolerance Silicon etching Interband cascade laser 535 Lentilles (optique) Fibres optiques Notre technique de fabrication de microlentilles en embout de fibres à base de polymères moulés, récemment introduite, a fait l'objet de recherches plus approfondies et a été développée dans le cadre de cette thèse. Les microlentilles présentent une haute qualité, une durabilité et une flexibilité de conception avancée, avec des courbures allant jusqu'à 10 µm. En utilisant des simulations COMSOL et des validations expérimentales, nous analysons les performances des lentilles et les pertes de lumière en fonction de leurs conceptions. Nous démontrons que les microlentilles à haute courbure génèrent des faisceaux hautement focalisés avec une FWHM ≤ λ. En outre, nous démontrons la compatibilité de cette technique avec des fibres optiques non traditionnelles, telles que les fibres fluorurée, les fibres multicœurs et les fibres à cœur creux. Nous avons réussi à réaliser des réseaux de microlentilles pour des fibres à 4 et 37 cœurs. Les applications de ce projet comprennent l'amélioration du couplage lumineux des lasers à cascade interbandes avec des fluorurée, que nous avons réussi à doubler, et la possibilité de graver le silicium à haute résolution. Pour cette dernière application, nous avons étudié la tolérance en puissance des microlentilles et avons constaté qu’elles supportaient ≥ 2 W (57 µJ), ce qui est significativement plus élevé que ce qui est nécessaire pour la gravure du silicium avec des faisceaux hautement focalisé (FWHM ≤ 5 µm). Our recently introduced molded polymer-based fiber micro-lens fabrication technique was further researched and developed in this thesis. The micro-lenses exhibit high-quality, durability, and advanced design flexibility, with curvatures as high as 10 µm. Using COMSOL multiphysics simulations and experimental validation, we analyze lens performance and light losses with respect to the lens design. We demonstrate that high-curvature micro-lenses generate highly focused beams with a FWHM of ≤ λ. Moreover, we show the compatibility of this technique with non-traditional optical fibers, such as fluoride-based, multi-core, and hollow-core fibers. We successfully achieved micro-lens arrays for 4-core and 37-core fibers. The applications of this project consist of improving the light coupling efficiency of interband cascade lasers with fluoride fibers, which we were able to double, and enabling high-resolution silicon etching. For the latter, we investigated the power tolerance of micro-lenses and found it to be ≥ 2 W (57 µJ), significantly higher than what is required for silicon etching with highly focused beams (FWHM ≤ 5 µm). Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 22354751 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04343240 application/pdf 22368027 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/HAJJ_Tony_2023_ED269.pdf http://www.theses.fr/2023STRAD032/abes https://theses.hal.science/tel-04343240 https://theses.hal.science/tel-04343240 https://theses.hal.science/tel-04343240 Hajj Tony 1996-10-12 FR 273828118 0EFB1V04XX7 22023186 4200002 https://theses.fr/2023STRAD032 2023STRAD032 https://doi.org/10.70675/eb6e24c5z6e0cz484az8049zb73ba63f525b 2023-09-22 Photonique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Lecler Sylvain MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 6300 146824288 Thual Monique MADS_PRESIDENT_DU_JURY 159671140 Chabrol Grégoire MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 273831151 Assia Guessoum MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 273830392 Grosjean Thierry MADS_RAPPORTEUR_1 078899982 Bouwmans Géraud MADS_RAPPORTEUR_2 06015182X École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 Lecler Sylvain Thual Monique Chabrol Grégoire Assia Guessoum Grosjean Thierry Bouwmans Géraud École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 22354751