Partie Experimentale

Mesure de la puissance de saturation:

a) Matériel utilisée
   - Diode laser
   - Isolateur optique
   - Fibre optique Hi 1060
   - Fibre optique SMF28 et SMF980
   - Fibre EDF J-07-1
   - OSA (MS9710C)
   - WDM
   - Graisse optique d'indice no=1,46

b) Protocole Expérimentale

   Pour mesurer la puissance nous devons représenter la puissance de la fluorescence en fonction de la puissance de pompe.
La diode laser que nous avons utilisé lors de cette expérience ne nous permet pas de fournir des puissances inférieures à 15 mW, donc pour cela nous avons intégrée à notre circuit un atténuateur ( voir Figure1).
On réalise l'expérience en appliquant de la graisse optique en fin de circuit (voir Figure1 et Figure2) afin de limiter les réfléxions parasite.
Le WDM (Wavelength Division Multiplexing en anglais) permet de faire passer plusieur longueur d'onde sur une meme fibre, ici en l'occurence il joue le role d'un démultiplexeur ce qui va permettre de séparé la longueur d'onde provenant de la fluorescence et celle de la pompe afin de pouvoir observer le spectre de fluorescence sur l'OSA.

c) Montage Expérimentale

Figure1: Montage avec atténuateur Figure2: Montage sans atténuateur

d) Résulats:

Nous avons représenté sur le graphe ci-dessous en echlle logarithmique, la puissance de la fluorescence en fonction de la puissance de pompe.
Le modéle en trait plein, a été ajustés par rapport aux points expérimentaux en disque plein.
Cette courbe nous permet de voir comment évolue la population du niveau 2. En effet nous observons qu'a partir d'une certaine puissance d'entrée le niveau est saturé d'ions erbium.

Figure3: Puissance de fluorescence en fonction de la puissance de pompe
e) Analyse Numérique:

On détermine la puissance de saturation en ajustant le modéle ( en trait plein sur la figure 3 ) au point expérimentaux (en disque plein sur la la figure 3).
Le modéle à pour équation:

Avec P_{fluo max} + K : La puissance de fluorescence maximale.
P^sat : La puissance de saturation de la pompe.
K: La puissance de fluorescence minimale (bruit).

Le modéle se superpose au point expérimentaux pour les valeurs suivante:

P_{fluo max} = 5966,7 pW
P^sat= 7,8 mW
K= 147,6 pW

Ainsi nous avons une puissance de saturation de:
P^sat = 7, 8 mW

Calcul d'incertitude:

pour déterminer l'incertitude sur la puissance de saturation on exprime P^sat en fonction des paramètres :

d'où

Avec K << P_fluo, donc

Ensuite nous déterminons graphiquement les incertitudes sur Pfluo et P_{fluo max}:
l'incertitude sur P_fluo est determiné en tracant la courbe de la difference entre la puissance de fluorescence theorique et la puissance de fluorescence expérimentale en fonction de la puissance de pompe (Figure 4):

Figure4
On remarque sur ce graphe que autour de la puissance de saturation, ΔP_fluo = 150 pW.
Pour ΔP_{fluo max} on la détermine à partir de la figure 3, et on l'estime à ΔP_fluomax = 100 pW, ΔP_p est l'erreur systématique de l'appareil qui a pour valeur 5%.
Donc pour calculer l'incertitude sur la puissance de saturation, on choisit un point au milieu de la gamme et on calcul l'incertitude pour ce point (85,54 ; 5599) :

donc ΔP^sat = 0.55 mW

Résultat final:
P^sat = 7,80 ± 0,55 mW