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The thesis is devoted to the study of the magneto-optical potentiality of thin films made of magnetic nanoparticles embedded in organic-inorganic sol-gel matrix, which can be used to develop components that have a non reciprocal effect such as optical isolator. Sol-gel gateway allows the fabrication of waveguides of low refractive index and controlled thickness. Its soft chemistry quality made the compatibility with classical integrated technology easier and especially the technology on glass. Concerning the magnetic nanoparticles, they are used to give to the sol-gel matrix an interesting magneto-optical effect. The purpose consists to realize the TE-TM mode conversion. Therefore, two parameters must be controlled : The modal birefringence and the Faraday rotation of the material. Results show that the sol-gel matrix doped with magnetic nanoparticles have an interesting potentiality illustrated by a specific Faraday rotation around 250 °/cm and a modal birefringence of 10^(-4). The combination between these two values allows a conversion rate up than 80 %. In addition, The application of an orthogonal magnetic field during the sol-gel gelation phase induces a decrease of the mode birefringence which allows the possibility the realize a phase matching and a totally efficient mode conversion. Furthermore, the Faraday rotation curve possess a hysteresis phenomena which is characterized by a spontaneous effect around 40 % of the magnitude of the saturated Faraday rotation, that is qr = 100 °/cm. The existence of the residual Faraday rotation without any applied magnetic field opens the way to realize auto-polarized components., Le travail de thèse est consacré à l'étude des potentialités magnéto-optiques de couches minces élaborées par voie sol-gel organique-inorganique et dopées par de nanoparticules magnétiques dans le but de réaliser des composants à effet non réciproque en configuration guidée tel que l'isolateur optique. Le choix de la voie sol-gel se justifie par sa qualité de chimie douce et son aptitude à élaborer des guides de faible indice pour une épaisseur ajustable. L'intérêt porté aux nanoparticules magnétiques s'explique par l'effet magnéto-optique intéressant qu'elles présentent. La finalité de la thèse consiste à réaliser la conversion entre les modes TE-TM. Deux paramètres doivent donc être contrôlés finement pour obtenir un guide d'onde planaire ayant des effets magnéto-optiques intéressants : la biréfringence modale et la rotation Faraday. Les résultats obtenus montrent une très forte potentialité de la matrice sol-gel dopée. Il s'agit d'une rotation Faraday spécifique de 250 °/cm et une biréfringence modale de 10^(-4) ce qui permet de prévoir potentiellement un taux de conversion s'élevant 80 %. De plus, l'application d'un champ magnétique pendant la gélification des couches induit une forte diminution de la biréfringence ce qui permet de prévoir un accord de phase. Une conversion de mode totale est donc potentiellement réalisable. D'autre part, la courbe de la rotation Faraday présente un cycle d'hystérésis caractérisé par une rotation rémanente de 40 % de la valeur de la rotation à saturation, soit qr = 100 °/cm. L'existence d'une telle rotation sans aucun champ appliqué ouvre la voie à la réalisation de composants auto-polarisés.

Nd3+ doped SRSO single layers and Nd3+ doped Si/SiO2 multilayers were grown by reactive magnetron sputtering. The photoluminescence properties were studied as a function of the samples composition. The PL is quenched by the formation of Nd2O3 clusters when the Nd content is increased. The influence of both composition and temperature were examined and the luminescence decays were fitted using two exponentials. At low temperature, the fast lifetime component (~40ms) was attributed to Nd2O3 clusters and the slow component (~240ms) was due to Nd radiative transition. While the Nd increase showed a detrimental effect on both components of the PL decays, the thermal activation of Nd3+ non radiative de-excitation processes induced a small decrease on the emission lifetime. The multilayer approach was used to determine the critical parameters such as the optimum Si nanoclusters (Si-nc) size and the characteristic interaction distance Si-nc-Nd., Des films minces de silice enrichies en nano-grains de silicium (ng-Si) dopées aux ions Nd3+ ont été déposées par pulvérisation magnétron réactive. Leurs propriétés de photoluminescence ont été étudiées en fonction de la composition. La formation d'agglomérats de Nd2O3 aux fortes concentrations en Nd3+ diminue la PL. l'influence de la temperature et de la composition sur les chronogrammes de temps de vie des ions Nd3+ a ete etudiee. On a démontre l'existence de deux temps de vie. La composante rapide a été attribuée aux agglomérats de Nd2O3 et la composante lente aux ions Nd3+ libres.

Nowadays, data are mainly processed through electronic systems but their transfer has been ensured by optical transmission lines for many years. Indeed, optical fiber communications are the only way to get a bandwidth wide enough to fulfil the continuous growth of transmission rates. However, all-optical signal processing devices can rarely reach the flexibility of electronic ones. Recent research in optics opens new ways to handle this problem, thanks to self-guided waveguides: the solitons. They may be the first step towards compact all-optical and reconfigurable devices able to replace electronics in signal processing. Stability of these beams results from the compensation of diffraction by self-focusing induced by the nonlinearity of the propagation medium. They propagate conserving theur shape and can be considered as data channel which can be inserted in photonic devices in communication networks.This thesis is aimed at theoretically and experimentally studying a new family of solitons : vector solitons. They consist in the copropagation of several polarization components, mutually trapped in a nonlinear medium. To understand how these multicomponents solitons can exist, one can consider a multimode waveguide where these modes are photoinduced through soliton effect. When several of these modes propagate simultaneously, one of them can act as an effective guide for the higher order ones, generating a multicomponent soliton. In this work, we focused on the study of several members of this new family and on their stability. We will observe their spatial and polarization dynamics in a planar waveguide.; Si les flux de données actuellement échangés sont traités par les systèmes électroniques, ils transitent depuis plusieurs années par des lignes de transmission optique. Elles présentent seules une bande passante répondant à la croissance des taux de transmission. En revanche, les applications de traitement tout-optique du signal ne parviennent pas à rivaliser avec les systèmes électroniques. Les recherches récentes en optique laissent à penser que l'utilisation des faisceaux solitons comme guides photo-induits permettra à des dispositifs tout-optiques d'effectuer les opérations dévolues à l'électronique. La stabilité de ces solitons résulte de l'équilibre entre diffraction et auto-focalisation causée par la non-linéarité du milieu qu'ils traversent. Se propageant sans déformation, ils peuvent être considérés comme des canaux porteurs d'information. De tels dispositifs pourraient assurer les interconnexions dans les réseaux de communication.L'objectif de cette thèse est d'étudier théoriquement et expérimentalement une nouvelle classe de solitons, les solitons vectoriels, qui consitent en la superposition d'enveloppes de polarisations distinctes mutuellement piégées. Pour comprendre l'existence de ces solitons à composantes multiples, il suffit d'imaginer un guide supportant plusieurs modes photo-induits par effet soliton. Lorsque plusieurs modes se propagent simultanément, un d'eux peut jouer le rôle de guide d'onde effectif pour d'autres modes supérieurs et former un soliton multicomposante. Dans notre travail, nous étudierons différents membres de cette famille ainsi que leur stabilité. Nous analyserons leurs dynamiques dans un guide planaire non linéaire.