FR3000810A1 - WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE - Google Patents

WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE Download PDF

Info

Publication number
FR3000810A1
FR3000810A1 FR1350216A FR1350216A FR3000810A1 FR 3000810 A1 FR3000810 A1 FR 3000810A1 FR 1350216 A FR1350216 A FR 1350216A FR 1350216 A FR1350216 A FR 1350216A FR 3000810 A1 FR3000810 A1 FR 3000810A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
light
sheath
waveguide
injection portion
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1350216A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3000810B1 (en
Inventor
Blevennec Gilles Le
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to FR1350216A priority Critical patent/FR3000810B1/en
Priority to PCT/EP2014/050092 priority patent/WO2014108369A1/en
Publication of FR3000810A1 publication Critical patent/FR3000810A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3000810B1 publication Critical patent/FR3000810B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0006Coupling light into the fibre
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/12Light guides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Abstract

L'invention concerne un guide d'onde comportant une portion d'injection (110) de lumière et une portion de guidage (120) d'onde optique, la portion d'injection (110) comportant une zone de guidage d'onde présentant une interface de rupture d'indice de réfraction, ladite zone de guidage d'onde étant en communication optique avec la portion de guidage (120). La portion d'injection (110) comporte en outre un moyen de conversion adapté pour convertir une onde électromagnétique en une onde évanescente, ledit moyen de conversion étant agencé dans ladite portion d'injection pour recevoir de la lumière extérieure au guide d'onde et convertir un partie de la lumière extérieure en ondes évanescentes et pour autoriser qu'au moins une partie des ondes évanescentes converties par ledit moyen de conversion interagisse avec l'interface de rupture pour former une onde progressive dans la zone de guidage. L'invention concerne également un dispositif de captation de lumière et un procédé de fabrication d'un guide d'ondeA waveguide having a light injection portion (110) and an optical waveguide portion (120), the injection portion (110) having a waveguiding zone having a refractive index breaking interface, said waveguiding zone being in optical communication with the guide portion (120). The injection portion (110) further comprises a conversion means adapted to convert an electromagnetic wave into an evanescent wave, said conversion means being arranged in said injection portion for receiving light outside the waveguide and converting a portion of the outer light into evanescent waves and allowing at least a portion of the evanescent waves converted by said converting means to interact with the breaking interface to form a traveling wave in the guide zone. The invention also relates to a light capture device and a method of manufacturing a waveguide

Description

GUIDE D'ONDE, DISPOSITIF DE CAPTATION DE LUMIERE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN GUIDE D'ONDE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine de la captation de lumière et du transport de la lumière collectée. Une technique connue d'optimisation des dispositifs de captation de lumière, tels que par exemple les panneaux photovoltaïques, consiste à capter la lumière sur une grande surface, par exemple une portion de toiture, et à transporter la lumière collectée sur la surface réduite d'un système d'exploitation de lumière, tel qu'une cellule photovoltaïque ou un diffuseur de lumière faisant office de source de lumière. Une telle technique d'optimisation permet de fournir un dispositif de captation de lumière possédant une surface importante de collection de la lumière sans présenter les forts coûts de fourniture d'un système d'exploitation de lumière présentant une telle surface. Une telle optimisation peut être réalisée au moyen de deux configurations différentes. La première configuration consiste à concentrer la lumière à la surface du système d'exploitation de lumière par l'intermédiaire d'une pluralité de concentrateurs de lumière, telle que des lentilles convergentes. La deuxième configuration, consiste à réaliser une injection de lumière dans un guide d'onde et à transporter cette lumière à un système d'exploitation de la lumière qui est déporté. Cette deuxième configuration possède l'avantage de permettre une déportation du système d'exploitation de la lumière qui ne doit donc plus être à proximité de l'endroit où doit être collectée la lumière. L'invention se rapporte plus précisément à cette deuxième configuration et concerne donc un guide d'onde, un dispositif de captation de lumière et un procédé de fabrication d'un guide d'onde. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le document US2010/007356 décrit un dispositif de captation de lumière qui fait appel à un guide d'onde et à un système d'exploitation de la lumière. Un tel dispositif de captation de lumière comporte : un concentrateur de lumière adapté pour collecter la lumière reçue sur une surface de réception, - un guide d'onde comportant une entrée optique agencée pour que la lumière collectée par le concentrateur y soit injectée, ladite entrée formant une portion d'injection de lumière, et une portion de guide d'onde adaptée pour transporter la lumière, - un système d'exploitation de lumière, telle qu'un diffuseur de lumière ou une cellule photovoltaïque, qui est en communication optique avec la portion de guide d'onde de manière à ce que cette dernière lui amène la lumière collectée. Ainsi, avec un tel dispositif de captation de lumière, il est possible de capter la lumière en un endroit éclairé, tel que le toit d'une habitation, et l'exploitée, au moyen du système d'exploitation de lumière, en un endroit déporté vis-à-vis de l'endroit éclairé, tel que par exemple le sous-sol d'une habitation. On peut néanmoins noter que si un tel dispositif permet l'utilisation de la lumière sans contrainte d'installation du système d'exploitation de lumière, l'injection de lumière dans le guide d'onde doit faire appel à un concentrateur de lumière. Un tel concentrateur de lumière, qui est soit un système de miroirs ou de lentilles présente un certain nombre d'inconvénients quant aux conditions pour obtenir une injection efficace de lumière dans le guide d'onde. En effet, les guides d'ondes présentent une ouverture angulaire selon laquelle ils acceptent l'injection d'un rayonnement lumineux. Il est nécessaire que le concentrateur soit adapté pour que l'injection de lumière dans le guide d'onde respecte les contraintes angulaires susmentionnées tout au long de la journée. Un tel impératif induit donc un coût de conception et de mise en place du concentrateur très important, difficilement compatible avec les applications grand public. De plus, un concentrateur respectant un tel impératif nécessite l'utilisation d'une motorisation qui requiert une électronique complexe et qui alourdit également le coût de mise en place.TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of light capture and transport of collected light. BACKGROUND OF THE INVENTION A known technique for optimizing light-capturing devices, such as, for example, photovoltaic panels, consists in capturing the light over a large area, for example a portion of the roof, and transporting the light collected on the reduced area of the light. a light exploitation system, such as a photovoltaic cell or a light diffuser acting as a light source. Such an optimization technique makes it possible to provide a light capture device having a large surface area for collecting light without presenting the high costs of providing a light exploitation system having such a surface. Such an optimization can be achieved by means of two different configurations. The first configuration is to focus the light at the surface of the light operating system through a plurality of light concentrators, such as converging lenses. The second configuration consists of making an injection of light into a waveguide and transporting this light to a light exploitation system that is deported. This second configuration has the advantage of allowing a deportation of the operating system of the light which must therefore no longer be close to the place where the light is to be collected. The invention relates more specifically to this second configuration and therefore relates to a waveguide, a light pickup device and a method of manufacturing a waveguide. STATE OF THE PRIOR ART US2010 / 007356 discloses a light pickup device which uses a waveguide and a light exploitation system. Such a light-catching device comprises: a light concentrator adapted to collect the light received on a reception surface, a waveguide comprising an optical input arranged so that the light collected by the concentrator is injected therein, said input forming a light injection portion, and a waveguide portion adapted to carry light, - a light operating system, such as a light diffuser or a photovoltaic cell, which is in optical communication with the portion of the waveguide so that the latter brings him the collected light. Thus, with such a light-catching device, it is possible to capture the light in a lighted place, such as the roof of a dwelling, and exploit it, by means of the light exploitation system, in one place. deported vis-à-vis the illuminated place, such as for example the basement of a house. However, it can be noted that if such a device allows the use of light without the installation constraint of the light operating system, the injection of light into the waveguide must use a light concentrator. Such a light concentrator, which is either a mirror or lens system, has a number of disadvantages as to the conditions for obtaining efficient light injection into the waveguide. Indeed, the waveguides have an angular aperture according to which they accept the injection of a light radiation. It is necessary that the concentrator is adapted so that the injection of light into the waveguide complies with the aforementioned angular constraints throughout the day. Such a requirement therefore induces a cost of design and implementation of the hub very important, hardly compatible with consumer applications. In addition, a concentrator respecting such a requirement requires the use of a motorization that requires complex electronics and which also increases the cost of implementation.

Afin de pallier cet inconvénient, L'homme du métier est à même de lever partiellement les contraintes angulaires d'injection de lumière dans un guide d'onde par l'intégration au niveau de son entrée optique d'un système de concentration optique. Le document EP 1395862 décrit dans sa partie présentant l'art antérieur plusieurs guides d'onde du type fibre optique, comportant ce type de système de concentration optique. Si ce type de guides d'onde permet bien de réduire les contraintes angulaires pour l'injection de lumière dans le guide d'onde, la surface d'injection du guide d'onde reste limitée à son entrée optique. Donc, avec l'intégration d'un tel système de concentration, même si la conception du concentrateur de lumière s'en trouve simplifiée, il reste tout de même nécessaire afin de collecter la lumière sur une grande surface de collection et la concentrer au niveau de l'entrée optique du guide d'onde. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à remédier à cet inconvénient. L'invention a donc pour but de fournir un guide d'onde qui peut être configuré pour présenter une portion d'injection qui ne se limite pas à la seule entrée optique du guide d'onde, ledit guide d'onde ne présentant pas les fortes contraintes angulaires d'injection d'un guide d'onde de l'art antérieur, ceci sans le ménagement au niveau de son entrée optique d'un système de concentration optique. A cet effet, l'invention concerne un guide d'onde comportant une portion d'injection de lumière et une portion de guidage d'onde optique, la portion d'injection comportant une zone de guidage d'onde présentant une interface de rupture d'indice de réfraction, ladite zone de guidage d'onde étant en communication optique avec la portion de guidage. La portion d'injection comporte en outre un moyen de conversion adapté pour convertir une onde électromagnétique en une onde évanescente, ledit moyen de conversion étant agencé dans ladite portion d'injection pour recevoir de la lumière extérieure au guide d'onde et convertir une partie de la lumière extérieure en ondes évanescentes et pour autoriser qu'au moins une partie des ondes évanescentes converties par ledit moyen de conversion interagisse avec l'interface de rupture pour former une onde progressive dans la zone de guidage. On entend par interface de rupture d'indice de réfraction, une interface présentant une variation abrupte d'indice de réfraction.In order to overcome this drawback, those skilled in the art are able to partially lift the angular constraints of light injection in a waveguide by integrating an optical concentration system at its optical input. EP 1395862 describes in its part presenting the prior art several waveguides of the optical fiber type, comprising this type of optical concentration system. If this type of waveguides makes it possible to reduce the angular constraints for the injection of light into the waveguide, the injection surface of the waveguide remains limited to its optical input. So, with the integration of such a concentration system, even if the design of the light concentrator is simplified, it is still necessary to collect light on a large collection area and concentrate it of the optical input of the waveguide. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims to remedy this drawback. The object of the invention is therefore to provide a waveguide which can be configured to present an injection portion which is not limited to the only optical input of the waveguide, said waveguide not presenting the waveguides. strong angular constraints of injection of a waveguide of the prior art, this without the care at the optical input of an optical concentration system. For this purpose, the invention relates to a waveguide comprising a light injection portion and an optical waveguide portion, the injection portion comprising a waveguiding zone having a disruption interface. refractive index, said waveguiding zone being in optical communication with the guide portion. The injection portion further comprises conversion means adapted to convert an electromagnetic wave into an evanescent wave, said converting means being arranged in said injection portion for receiving light outside the waveguide and converting a portion thereof. external light in evanescent waves and for allowing at least a portion of the evanescent waves converted by said converting means to interact with the breaking interface to form a traveling wave in the guide zone. By refractive index rupture interface is meant an interface having a steep refractive index variation.

Dans ce document, les termes de lumière, d'ondes électromagnétiques et de rayonnement électromagnétique sont synonymes et peuvent donc être intervertis sans aucune modification de signification. Une telle portion d'injection, en présentant un tel moyen de conversion, peut être réalisée sur une partie autre du guide d'onde que son entrée optique. Il est donc possible avec, un tel moyen de conversion, de permettre une injection de lumière sur une autre partie du guide d'onde que sa seule entrée optique. Ainsi, par exemple, dans le cas où le guide d'onde est une fibre optique, il est envisageable de prévoir l'installation du moyen au niveau de la gaine optique de la fibre optique, ceci sur une portion de longueur de la fibre optique. Avec une telle installation du moyen de conversion, la fibre optique est alors apte à recevoir de la lumière sur la portion de longueur et sur son entrée optique. De plus, l'injection de lumière par un tel moyen de conversion n'étant pas obtenue par une transmission de lumière, elle n'est pas limitée par les lois de Snell-Descartes et n'est pas limitée quant à son angle d'acceptation du rayonnement électromagnétique.In this document, the terms of light, electromagnetic waves and electromagnetic radiation are synonymous and can be interchanged without any change in meaning. Such an injection portion, having such a conversion means, can be performed on a portion of the waveguide other than its optical input. It is therefore possible with such a conversion means, to allow light injection on another part of the waveguide than its only optical input. Thus, for example, in the case where the waveguide is an optical fiber, it is conceivable to provide the installation of the means at the level of the optical cladding of the optical fiber, this over a length portion of the optical fiber. . With such an installation of the conversion means, the optical fiber is then able to receive light on the length portion and on its optical input. In addition, since the injection of light by such a conversion means is not obtained by a light transmission, it is not limited by the laws of Snell-Descartes and is not limited as to its angle of attack. acceptance of electromagnetic radiation.

Ainsi, un guide d'onde comportant un tel moyen de conversion peut présenter une portion d'injection qui ne se limite pas à la seule entrée optique du guide d'onde, et ceci avec de faibles contraintes angulaires d'injection vis-à-vis de celles d'un guide d'onde de l'art antérieur, malgré l'absence de système de concentration optique. De préférence le rayonnement électromagnétique est un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise dans le visible, c'est-à-dire comprise entre 400 nm et 800 nm. Ainsi, la lumière qui est destinée à être injectée dans la portion d'injection de lumière est une lumière visible. Le moyen de conversion peut comporter au moins une particule adaptée pour former sous excitation lumineuse un pseudo-dipôle rayonnant.Thus, a waveguide comprising such a conversion means may have an injection portion that is not limited to the only optical input of the waveguide, and this with low angular injection stresses vis-à- of those of a waveguide of the prior art, despite the absence of an optical concentration system. Preferably, the electromagnetic radiation is an electromagnetic radiation whose wavelength is in the visible range, that is to say between 400 nm and 800 nm. Thus, the light that is intended to be injected into the light injection portion is a visible light. The conversion means may comprise at least one particle adapted to form under light excitation a pseudo-dipole radiator.

Une telle particule est parfaitement adaptée pour recevoir un rayonnement électromagnétique et le convertir en ondes evanescentes. Les dimensions et le matériau formant chaque particule peuvent être adaptés pour que ladite particule en place dans le guide d'onde présente une résonance à une longueur d'onde comprise entre 400 et 800 nm et préférentiellement entre 520 et 580 nm. Une telle résonance est particulièrement adaptée pour permettre une injection de la lumière solaire dans le guide d'onde, en effet le spectre en longueurs d'onde de la lumière émise par le soleil est centré autour de 550 nm. Ainsi une particule présentant une telle résonance sera particulièrement adaptée pour être excitée par la lumière émise par le soleil. Le matériau formant chaque particule est préférentiellement un matériau choisi parmi l'argent, l'or, l'oxyde de titane, l'oxyde de zinc, l'alumine, le silicium ou d'un alliage d'au moins deux des matériaux précités.Such a particle is perfectly adapted to receive electromagnetic radiation and convert it into evanescent waves. The dimensions and the material forming each particle may be adapted so that said particle in place in the waveguide has a resonance at a wavelength between 400 and 800 nm and preferably between 520 and 580 nm. Such a resonance is particularly adapted to allow an injection of sunlight into the waveguide, in fact the wavelength spectrum of the light emitted by the sun is centered around 550 nm. Thus a particle having such a resonance will be particularly adapted to be excited by the light emitted by the sun. The material forming each particle is preferably a material selected from silver, gold, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon or an alloy of at least two of the abovementioned materials .

Une telle particule, lorsqu'elle présente une résonance correspondant à une longueur d'onde sensiblement égale à 550 nm, possède une dimension inférieure à 1,5 um et qui est donc particulièrement adaptée pour autoriser un positionnement vis-à-vis de la zone de guidage d'onde qui permet un bon couplage entre la zone de guidage d'onde et la particule. Il donc ainsi possible, avec de telles particules, de fournir un moyen de conversion possédant un bon rendement d'injection de lumière dans le guide d'onde. Chaque particule peut présenter une dimension et est réalisée dans un matériau sélectionné parmi les couples de dimension et de matériau suivants lorsque ladite particule est dans une matrice comportant un indice de réfraction de 1,45 : un diamètre sensiblement égal à 100 nm et l'argent, un diamètre sensiblement égal à 70 nm et l'or, un diamètre sensiblement égal à 300 nm et l'oxyde de titane, un diamètre de 900 nm et l'oxyde de zinc, un diamètre de 1200 nm et l'alumine, un diamètre de 130 nm et le silicium.Such a particle, when it has a resonance corresponding to a wavelength substantially equal to 550 nm, has a dimension of less than 1.5 μm and which is therefore particularly suitable for allowing positioning with respect to the zone. waveguide which allows a good coupling between the waveguide zone and the particle. It is thus possible, with such particles, to provide a conversion means having a good light injection efficiency in the waveguide. Each particle may have a dimension and is made of a material selected from the following pairs of dimension and material when said particle is in a matrix having a refractive index of 1.45: a diameter substantially equal to 100 nm and the silver , a diameter substantially equal to 70 nm and gold, a diameter substantially equal to 300 nm and titanium oxide, a diameter of 900 nm and zinc oxide, a diameter of 1200 nm and alumina, a 130 nm diameter and silicon.

Ces couples de dimensions et de matériau permettent de fournir une particule présentant une résonance particulièrement adaptée pour la captation du soleil, celle-ci correspondant à une longueur d'onde de 550 nm, c'est-à-dire le centre du spectre en longueurs d'onde de la lumière émise par le soleil.These pairs of dimensions and material make it possible to provide a particle having a resonance particularly suitable for capturing the sun, which corresponds to a wavelength of 550 nm, that is to say the center of the spectrum in lengths. wave of light emitted by the sun.

Le guide d'onde peut être une fibre optique et la portion d'injection de lumière peut être formée par une portion longitudinale de la fibre optique. Une telle fibre optique bénéficie plus particulièrement du principe de l'invention. En effet, l'entrée optique d'une fibre optique posséde généralement un diamètre de quelques centaines de micromètres alors qu'elle présente une longueur de plusieurs centaines de mètres. La surface de réception de la fibre peut donc être décuplée en lui appliquant le principe de l'invention. La fibre optique peut comporter : un coeur de fibre de la fibre optique, une gaine entourant le coeur de fibre, l'interface entre le coeur de fibre et la gaine formant l'interface de rupture d'indice de réfraction, le moyen de conversion étant agencé dans la gaine dans la portion d'injection de la fibre optique, ceci de manière à recevoir la lumière extérieure. La gaine peut comporter, dans la portion d'injection, au moins une gaine intérieure et une gaine extérieure, le moyen de conversion étant agencé dans la gaine extérieure. Une telle fibre optique présente l'avantage de permettre l'aménagement d'une portion d'injection de lumière selon l'invention sur une fibre optique préexistante. L'invention concerne également un dispositif de captation de lumière comportant : un système d'exploitation de lumière déporté, adapté pour exploiter la lumière qui lui est transmise, le dispositif de captation comprenant en outre un guide d'onde selon l'invention, la portion d'injection étant agencée de manière à récupérer de la lumière et la portion de guidage d'onde étant reliée optiquement au système d'exploitation de manière à lui transmettre la lumière injectée par la portion d'injection dans la portion de guidage. Un tel dispositif permet une captation de la lumière par la portion d'injection, ceci sans présenter de concentrateur de lumière nécessaire dans l'art antérieur pour répondre à la contrainte angulaire pour l'injection de lumière dans un guide d'onde de l'art antérieur. De plus, il est possible, avec un tel dispositif, d'adapter le guide d'onde afin qu'il présente une portion d'injection délimitant une surface de captation de la lumière de grande dimension, ceci en évitant l'utilisation et le développement complexe d'un concentrateur de lumière.The waveguide may be an optical fiber and the light injection portion may be formed by a longitudinal portion of the optical fiber. Such an optical fiber benefits more particularly from the principle of the invention. Indeed, the optical input of an optical fiber generally has a diameter of a few hundred micrometers while it has a length of several hundred meters. The receiving surface of the fiber can therefore be increased tenfold by applying the principle of the invention. The optical fiber may comprise: a fiber core of the optical fiber, a sheath surrounding the fiber core, the interface between the fiber core and the sheath forming the refractive index rupture interface, the conversion means being arranged in the sheath in the injection portion of the optical fiber, this so as to receive the external light. The sheath may comprise, in the injection portion, at least one inner sheath and an outer sheath, the conversion means being arranged in the outer sheath. Such an optical fiber has the advantage of allowing the development of a light injection portion according to the invention on a pre-existing optical fiber. The invention also relates to a light pickup device comprising: a remote light operating system adapted to exploit the light transmitted to it, the pickup device further comprising a waveguide according to the invention, the injection portion being arranged to recover light and the waveguiding portion being optically connected to the operating system so as to transmit the light injected by the injection portion into the guide portion. Such a device allows a capture of the light by the injection portion, this without having the necessary light concentrator in the prior art to meet the angular stress for the injection of light in a waveguide of the prior art. In addition, it is possible, with such a device, to adapt the waveguide so that it has an injection portion delimiting a large light capture surface, while avoiding the use and complex development of a light concentrator.

L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un guide d'onde, ledit procédé comportant les étapes consistant à : - former un coeur de fibre optique, - former une gaine de fibre optique entourant le coeur de fibre de manière à ce que l'interface entre le coeur de fibre et le gaine forme une interface de rupture d'indice de réfraction, la gaine comportant dans une portion d'injection de lumière de la gaine un moyen de conversion adapté pour convertir une onde électromagnétique en une onde évanescente, ledit moyen de conversion étant agencé dans ladite portion d'injection de la gaine pour recevoir de la lumière extérieure au guide d'onde et convertir la lumière extérieure en ondes évanescentes et pour autoriser qu'au moins une partie des ondes évanescentes émises à partir dudit moyen de conversion interagisse avec l'interface de rupture d'indice de réfraction existant entre la gaine et le coeur de fibre, pour former une onde progressive dans le coeur de fibre. Un tel procédé permet de former un guide d'onde du type fibre optique qui présente une portion d'injection qui ne se limite pas à la seule entrée optique du guide d'onde, et ceci avec de faibles contraintes angulaires d'injection vis-à-vis de celles d'un guide d'onde de l'art antérieur, malgrès l'absence de système de concentration optique. L'étape de formation de la gaine peut comporter les sous-étapes consistant à : former au moins une particule adaptée pour former sous excitation lumineuse un pseudo-dipôle rayonnant, former la gaine autour du coeur de fibre en y incluant la particule.The invention also relates to a method for manufacturing a waveguide, said method comprising the steps of: - forming an optical fiber core, - forming an optical fiber cladding surrounding the fiber core so that the interface between the fiber core and the sheath forms a refractive index rupture interface, the sheath comprising in a light injection portion of the sheath a conversion means adapted to convert an electromagnetic wave into an evanescent wave said converting means being arranged in said sheath injection portion for receiving light outside the waveguide and converting the external light into evanescent waves and allowing at least a portion of the evanescent waves emitted from said conversion means interact with the refractive index breaking interface existing between the sheath and the fiber core, to form a progressive wave in the core. r fiber. Such a method makes it possible to form a waveguide of the optical fiber type which has an injection portion which is not limited to the only optical input of the waveguide, and this with low angular injection constraints. to those of a waveguide of the prior art, despite the absence of an optical concentration system. The step of forming the cladding may comprise the substeps of: forming at least one particle adapted to form under light excitation a pseudo-dipole radiator, forming the sheath around the fiber core including the particle.

Lors de la sous-étape consistant à former la gaine autour du coeur de fibre, il peut tout d'abord être formé une gaine intérieure directement autour du coeur de fibre optique, et il peut être ensuite formé une gaine extérieure autour de la gaine intérieure de manière à ce que la gaine intérieure et la gaine extérieure forment ensemble la gaine, ladite gaine extérieure incluant la particule.In the substep of forming the sheath around the fiber core, an inner sheath may first be formed directly around the optical fiber core, and then an outer sheath may be formed around the inner sheath. so that the inner sheath and the outer sheath together form the sheath, said outer sheath including the particle.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre un exemple d'un dispositif de captation de lumière selon l'invention, la figure 2 illustre une vue schématique en coupe d'une partie de la portion d'injection d'une fibre optique selon l'invention, la figure 3 illustre graphiquement une simulation de la variation de l'efficacité de diffusion d'un rayonnement électromagnétique possédant une longueur d'onde de 550 nm par une particule de silicium en fonction des dimensions de ladite particule. Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments, given purely by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 illustrates an example of a device 2 illustrates a schematic sectional view of a portion of the injection portion of an optical fiber according to the invention, FIG. 3 illustrates graphically a simulation of the variation of the diffusion efficiency of electromagnetic radiation having a wavelength of 550 nm by a silicon particle according to the dimensions of said particle. Identical, similar or equivalent parts of the different figures bear the same numerical references so as to facilitate the passage from one figure to another.

Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.The different parts shown in the figures are not necessarily in a uniform scale, to make the figures more readable.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIER La figure 1 illustre un dispositif de captation 1 de lumière adapté pour collecter de la lumière au moyen d'une fibre optique 100 et pour exploiter la lumière collectée par la fibre optique 100 par un système d'exploitation 200 de la lumière qui est déporté vis-à-vis de l'endroit où est collecté la lumière. Dans un tel dispositif de captation 1, la collection de la lumière est fournie par une portion d'injection 110 de lumière de la fibre optique 100 qui utilise un phénomène de résonance électromagnétique pour générer une onde évanescente apte à ce coupler avec une zone guide d'onde de ladite portion d'injection 110. Selon ce principe, le couplage de cette onde électromagnétique avec la zone guide d'onde permet alors de former une onde progressive qui peut se propager le long de la fibre optique 100 en direction du système d'exploitation 200. Ce phénomène de résonance électromagnétique est notamment connu pour les dipôles électromagnétiques. En effet, lorsque les deux charges d'un tel dipôle électromagnétique entrent en oscillation sous l'influence d'une excitation électromagnétique, telle que celle fournie par une source de lumière, elles engendrent un champ électromagnétique rayonné. Le champ électromagnétique rayonné possède deux composantes, l'une est progressive avec une dépendance en 1/r2 et l'autre est évanescente avec une dépendance multiple en 1/r3, 1/r4 et 1/r5, r étant pour ces dépendance la distance vis-à-vis du centre du dipôle. La composante évanescente reste, contrairement à l'onde progressive qui se propage, confinée à une distance inférieure à X/2, avec  la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique rayonné. Or, la composante évanescente, lorsqu'elle est interceptée par une interface de rupture d'indice de réfraction entre le premier milieu dans lequel l'onde est rayonnée et un deuxième milieu, selon le principe de la réflexion frustrée, peut donner lieu à une onde progressive qui se propage dans le deuxième milieu. Ainsi, selon ce principe, un dipôle électromagnétique qui est placé dans la gaine d'une fibre optique, lorsque la fibre optique est soumise à une onde électromagnétique telle qu'une onde issue du rayonnement solaire, est amené à osciller et engendre un champ électromagnétique rayonné. Si le dipôle électromagnétique est positionné à une distance inférieure à V2 de l'interface entre la gaine et le coeur de fibre de la fibre optique, la composante évanescente du champ électromagnétique rayonné est interceptée par l'interface entre la gaine et le coeur de fibre et peut donner lieu à une onde progressive dans le coeur de fibre. On obtient une injection de lumière dans le coeur de fibre de la fibre optique. La figure 2 illustre une partie d'une portion d'injection 110 de la fibre optique 100 selon l'invention qui est conforme au principe exposé ci-dessus. Une telle portion de fibre d'injection 110 comporte donc : un coeur de fibre 102 optique qui s'étend sur toute la longueur de la fibre optique, une gaine intérieure 104 qui entoure le coeur de fibre 102, une gaine extérieure 111 qui entoure la gaine intérieure au moins sur la portion d'injection 110.DETAILED DESCRIPTION OF A PARTICULAR EMBODIMENT FIG. 1 illustrates a light pick-up device 1 adapted to collect light by means of an optical fiber 100 and to exploit the light collected by the optical fiber 100 by means of an optical system. exploitation 200 of the light which is deported vis-à-vis the place where is collected the light. In such a capture device 1, the collection of light is provided by a light injection portion 110 of the optical fiber 100 which uses an electromagnetic resonance phenomenon to generate an evanescent wave capable of coupling it with a guide zone. wave of said injection portion 110. According to this principle, the coupling of this electromagnetic wave with the waveguide zone then makes it possible to form a progressive wave which can propagate along the optical fiber 100 in the direction of the transmission system. 200 This phenomenon of electromagnetic resonance is particularly known for electromagnetic dipoles. Indeed, when the two charges of such an electromagnetic dipole oscillate under the influence of an electromagnetic excitation, such as that provided by a light source, they generate a radiated electromagnetic field. The radiated electromagnetic field has two components, one is progressive with 1 / r2 dependency and the other is evanescent with multiple dependence in 1 / r3, 1 / r4 and 1 / r5, where r is the distance dependence vis-à-vis the center of the dipole. The evanescent component remains, unlike the propagating progressive wave, confined to a distance less than X / 2, with the wavelength of the radiated electromagnetic radiation. However, the evanescent component, when intercepted by a refractive index rupture interface between the first medium in which the wave is radiated and a second medium, according to the principle of the frustrated reflection, can give rise to a progressive wave that propagates in the second medium. Thus, according to this principle, an electromagnetic dipole which is placed in the sheath of an optical fiber, when the optical fiber is subjected to an electromagnetic wave such as a wave from solar radiation, is caused to oscillate and generates an electromagnetic field rayon. If the electromagnetic dipole is positioned at a distance less than V2 from the interface between the cladding and the fiber core of the optical fiber, the evanescent component of the radiated electromagnetic field is intercepted by the interface between the sheath and the fiber core. and can give rise to a progressive wave in the fiber core. Light injection is obtained in the fiber core of the optical fiber. FIG. 2 illustrates a part of an injection portion 110 of the optical fiber 100 according to the invention which is in accordance with the principle explained above. Such a portion of injection fiber 110 therefore comprises: an optical fiber core 102 which extends over the entire length of the optical fiber, an inner sheath 104 which surrounds the fiber core 102, an outer sheath 111 which surrounds the inner sheath at least on the injection portion 110.

Le coeur de fibre 102 est adapté pour guider une onde électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise dans la gamme de longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge, c'est-à-dire inférieure à 1,5um. Le coeur de fibre 102 présente une section sensiblement circulaire dont le diamètre est adapté en fonction des applications de l'invention. Ainsi dans la configuration illustrée sur la figure 1, le coeur de fibre 102 possède un diamètre de plusieurs dizaines de micromètres. Le coeur de fibre 102 s'étend sur toute la longueur de la fibre optique 100 aussi bien sur la portion d'injection 110 que sur le reste de la fibre optique 100 qui forme la portion de guide d'onde 120. Le coeur de fibre 102 est réalisé dans un matériau sensiblement transparent dans la gamme de longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge. Le coeur de fibre 102 peut être réalisé dans un verre ou un polymère transparent. L'indice de réfraction du coeur de fibre 102 peut être, dans la gamme de longueurs d'onde du visible et pour une configuration usuelle de fibre optique, sensiblement égale à 1,5. La gaine intérieure 104 entoure le coeur de fibre 102 sur toute la longueur de la fibre optique 100. La gaine présente une section transversale sensiblement circulaire avec en son centre une ouverture correspondant au coeur de fibre optique 102. La gaine intérieure 104 présente une épaisseur inférieure à V2 avec  la valeur de longueur d'onde inférieure de la gamme de longueurs d'onde du visible, c'est-à-dire inférieure à 200 um.The fiber core 102 is adapted to guide an electromagnetic wave whose wavelength is in the range of wavelengths of the visible and the near infrared, that is to say less than 1.5 μm. The fiber core 102 has a substantially circular section whose diameter is adapted according to the applications of the invention. Thus, in the configuration illustrated in FIG. 1, the fiber core 102 has a diameter of several tens of micrometers. The fiber core 102 extends over the entire length of the optical fiber 100 as well on the injection portion 110 as on the rest of the optical fiber 100 which forms the waveguide portion 120. The fiber core 102 is made of a substantially transparent material in the wavelength range of visible and near infrared. The fiber core 102 may be made of transparent glass or polymer. The refractive index of the fiber core 102 may be, in the visible wavelength range and for a usual optical fiber configuration, substantially equal to 1.5. The inner sheath 104 surrounds the fiber core 102 over the entire length of the optical fiber 100. The sheath has a substantially circular cross section with an aperture corresponding to the core of the optical fiber 102 at its center. The inner sheath 104 has a lower thickness. at V2 with the lower wavelength value of the visible wavelength range, i.e. less than 200 μm.

La gaine intérieure 104 est adaptée pour permettre un confinement d'une onde progressive dans le coeur de fibre 102 lorsqu'elle se propage le long du coeur de fibre 102. A cet effet, la gaine inférieure 104 présente un indice de réfraction qui est inférieure à celui du coeur de fibre 102. Ainsi, la gaine intérieure peut présenter un indice de réfraction de 1,4. La gaine intérieure 104 est réalisée dans un matériau sensiblement transparent dans la gamme de longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge. La gaine intérieure 104 peut être réalisée dans un verre ou un polymère transparent. La gaine intérieure, à son interface avec le coeur de fibre optique, forme une interface de rupture d'indice de réfraction. La gaine extérieure 111 entoure la gaine intérieure 104 au moins le long de la portion d'injection 110. La gaine extérieure présente une section transversale sensiblement circulaire avec une ouverture correspondant à l'ensemble coeur de fibre 102 et gaine intérieure 104. La gaine extérieure 111 comporte une matrice dans laquelle sont inclues des particules 115. La matrice est un matériau adapté pour présenter un indice de réfraction inférieur à celui de la gaine intérieure, une telle différence d'indice constitue une interface de rupture d'indice pour une onde évanescente générée dans la gaine extérieure. Ainsi la gaine extérieure peut par exemple présenter un indice de réfraction égal 1,45 ou à 1,4. La matrice peut être réalisée, par exemple dans un verre tel qu'un verre fluoré ou dans un polymère faible indice tel que le polyfluorure de vinylidène. La gaine extérieure 111 forme avec la gaine intérieure 104 une gaine 103 de la fibre optique 100. Les particules 115 sont des particules adaptées pour former sous excitation lumineuse un pseudo-dipôle rayonnant. Les particules sont préférentiellement adaptées pour présenter une résonance à une longueur d'onde comprise entre 400 et 800 nm et de manière encore plus préférentielle entre 520 et 580 nm. Idéalement, les particules sont adaptées pour présenter une résonance à une longueur d'onde sensiblement comprise à 550 nm. Ainsi la figure 3 illustre une simulation de l'efficacité de diffusion sous éclairage à une longueur d'onde de 550 nm d'une particule sphérique de silicium dont le diamètre est varié entre 0,01 nm et 1 um, ladite particule étant incluse dans un matériau d'indice de réfraction égal à 1,5. Sur la figure 3 sont représentées respectivement, l'extinction 201, la diffusion 202 et l'absorption 203 de la particule de silicium, l'absorption 203 correspondant donc à la partie de l'éclairage qui est absorbée par la particule, la diffusion 202 la partie diffusée par la particule par rayonnement et enfin l'extinction 201, la partie de l'éclairage qui n'est pas transmise lors de son passage, l'extinction 201 correspondant à la somme de l'absorption 203 et de la diffusion 202. La diffusion 202 correspond à la partie rayonnée en tant que pseudo-dipôle rayonnant par la particule 115 et est donc le phénomène recherché dans le cadre de l'invention. On peut donc ainsi voir sur la figure 3 que la particule 115 présente un maximum de diffusion 202 pour un diamètre sensiblement égal à 130 nm. La particule 115 de silicium présente donc pour un diamètre sensiblement égal à 130 nm une résonance à une longueur de 550 nm lorsqu'elle est placée dans une matrice présentant un indice de réfraction de 1,5. Selon ce même principe, il est possible de calculer, pour différents matériaux le diamètre auquel une particule réalisée dans ledit matériau présente une résonance à 550 nm dans une matrice présentant un indice de réfraction de 1,45 Le tableau 1 illustre ainsi le résultat pour la liste de matériaux suivants : l'argent, l'or, l'oxyde de titane, l'oxyde de zinc, l'alumine et le silicium.The inner sheath 104 is adapted to allow confinement of a progressive wave in the fiber core 102 as it propagates along the fiber core 102. For this purpose, the lower sheath 104 has a refractive index which is less than to that of the fiber core 102. Thus, the inner sheath may have a refractive index of 1.4. The inner sheath 104 is made of a substantially transparent material in the wavelength range of visible and near infrared. The inner sheath 104 may be made of a transparent glass or polymer. The inner cladding, at its interface with the optical fiber core, forms a refractive index breaking interface. The outer sheath 111 surrounds the inner sheath 104 at least along the injection portion 110. The outer sheath has a substantially circular cross section with an aperture corresponding to the fiber core assembly 102 and inner sheath 104. The outer sheath 111 comprises a matrix in which are included particles 115. The matrix is a material adapted to have a refractive index lower than that of the inner cladding, such a difference in index constitutes an index breaking interface for an evanescent wave generated in the outer sheath. Thus the outer sheath may for example have a refractive index equal to 1.45 or 1.4. The matrix may be made, for example, in a glass such as a fluorinated glass or in a low-index polymer such as polyvinylidene fluoride. The outer sheath 111 forms with the inner sheath 104 a sheath 103 of the optical fiber 100. The particles 115 are particles adapted to form a pseudo-dipole radiator under light excitation. The particles are preferably adapted to present a resonance at a wavelength between 400 and 800 nm and even more preferably between 520 and 580 nm. Ideally, the particles are adapted to exhibit resonance at a wavelength substantially within 550 nm. Thus FIG. 3 illustrates a simulation of the 550 nm wavelength scattering efficiency of a spherical silicon particle whose diameter is varied between 0.01 nm and 1 μm, said particle being included in FIG. a refractive index material equal to 1.5. In FIG. 3, the extinction 201, the diffusion 202 and the absorption 203 of the silicon particle are respectively represented, the absorption 203 thus corresponding to the part of the illumination that is absorbed by the particle, the diffusion 202 the part diffused by the particle by radiation and finally the extinction 201, the part of the illumination which is not transmitted during its passage, the extinction 201 corresponding to the sum of the absorption 203 and the diffusion 202 The diffusion 202 corresponds to the radiated part as a pseudo-dipole radiating by the particle 115 and is therefore the phenomenon sought in the context of the invention. It can thus be seen in FIG. 3 that the particle 115 has a diffusion maximum 202 for a diameter substantially equal to 130 nm. The particle 115 of silicon therefore has a resonance at a length of 550 nm for a diameter substantially equal to 130 nm when it is placed in a matrix having a refractive index of 1.5. According to this same principle, it is possible to calculate, for different materials, the diameter at which a particle made in said material has a resonance at 550 nm in a matrix having a refractive index of 1.45. Table 1 thus illustrates the result for the list of following materials: silver, gold, titanium oxide, zinc oxide, alumina and silicon.

Matériaux Diamètre de résonance à 550nm (en nm) Ag 100 Au 70 TiO2 300 ZnO 900 A1203 1200 Si 130 Tableau 1 : correspondance entre un matériau et le diamètre de particule permettant d'obtenir une résonance de diffusion à une longueur d'onde de 550 nm. Ainsi, dans le cadre de l'invention et pour une lumière d'excitation dont la gamme de longueurs d'onde est centrée autour de 550 nm, les particules 115 inclues dans la gaine extérieure présentent préférentiellement une dimension et sont réalisées dans un matériau sélectionné parmi les couples de dimension et de matériau suivants : un diamètre sensiblement égal à 100 nm et l'argent, un diamètre sensiblement égal à 70 nm et l'or, un diamètre sensiblement égal à 300 nm et l'oxyde de titane, un diamètre de 900 nm et l'oxyde de zinc, un diamètre de 1200 nm et l'alumine, un diamètre de 130 nm et le silicium. Les particules 115 sont préférentiellement réparties dans la gaine extérieure de manière à être découplées optiquement. Ainsi, la charge en particules de la gaine extérieure est préférentiellement faible, c'est-à-dire inférieure à 5% du volume de la gaine extérieure et encore plus préférentiellement inférieure à 1% de ce même volume. De telles particules 115 sont adaptées pour convertir une onde électromagnétique en une onde évanescente et forme donc un moyen de conversion. Les particules 115 sont disposées dans la gaine extérieure à une distance de l'interface entre la gaine intérieure et le coeur de fibre optique qui est inférieure à V2, c'est-à- dire, dans le cas ou l'onde rayonnée présente une longueur d'onde de 550 nm, inférieure à 225 nm. L'incorporation des particules dans la matrice pour former la gaine extérieure peut être obtenue par un procédé du type enduction sol-gel ou enduction polymère. L'ensemble formé par la gaine extérieure 111 et la gaine intérieure 104 forme la gaine 103 de la fibre optique 100. Une telle fibre optique 100 forme un guide d'onde adapté pour équiper un dispositif de captation de lumière Une fibre optique 100 selon l'invention peut être fabriquée lors d'un procédé de fabrication comportant les étapes consistant à : - former le coeur de fibre 102, former la gaine intérieure 104 autour du coeur de fibre 102, former les particules 115, former la gaine extérieure 111 autour de la gaine intérieure 104 sur au moins la portion d'injection 110, la gaine extérieure 111 incluant les particules 115. L'étape de formation des particules 115 peut être réalisée selon des méthodes déjà connues par ailleurs, telles que l'atomisation gazeuse et les techniques de microémulsion. Les informations concernant ces deux types de méthodes peuvent respectivement être trouvées dans la publication de D. Rodrigues et al. Parue en 2001 dans la revue « Key Engineering Materials » volume 189-191 des pages 276 à 281 et dans les publications de C. Yang et al. parue en 1999 dans la revue « Journal of American Chemical Society » volume 121 page 5191 et de R. K. Baldwin et al. parue en 2002 dans la revue « Chemical communications » volume 17 page 1822.Materials Resonance diameter at 550 nm (in nm) Ag 100 Au 70 TiO2 300 ZnO 900 A1203 1200 Si 130 Table 1: Correspondence between a material and the particle diameter to obtain a diffusion resonance at a wavelength of 550 nm. Thus, in the context of the invention and for an excitation light whose wavelength range is centered around 550 nm, the particles 115 included in the outer sheath preferably have a dimension and are made of a selected material. among the following sizes of material and material: a diameter substantially equal to 100 nm and silver, a diameter substantially equal to 70 nm and gold, a diameter substantially equal to 300 nm and titanium oxide, a diameter 900 nm and zinc oxide, a diameter of 1200 nm and alumina, a diameter of 130 nm and silicon. The particles 115 are preferentially distributed in the outer sheath so as to be optically decoupled. Thus, the particle load of the outer sheath is preferably low, that is to say less than 5% of the volume of the outer sheath and even more preferably less than 1% of the same volume. Such particles 115 are adapted to convert an electromagnetic wave into an evanescent wave and thus form a conversion means. The particles 115 are arranged in the outer sheath at a distance from the interface between the inner cladding and the optical fiber core which is less than V2, that is, in the case where the radiated wave has a wavelength of 550 nm, less than 225 nm. Incorporation of the particles into the matrix to form the outer sheath can be achieved by a sol-gel coating or polymer coating method. The assembly formed by the outer sheath 111 and the inner sheath 104 forms the sheath 103 of the optical fiber 100. Such an optical fiber 100 forms a waveguide adapted to equip a light capture device. An optical fiber 100 according to the invention. The invention may be manufactured in a manufacturing process comprising the steps of: - forming the fiber core 102, forming the inner sheath 104 around the fiber core 102, forming the particles 115, forming the outer sheath 111 around the inner sheath 104 on at least the injection portion 110, the outer sheath 111 including the particles 115. The particle forming step 115 may be carried out according to methods already known elsewhere, such as gas atomization and microemulsion techniques. Information about these two types of methods can be found in the publication of D. Rodrigues et al. Published in 2001 in the journal "Key Engineering Materials", volume 189-191, pages 276 to 281 and in the publications of C. Yang et al. published in 1999 in the Journal of the American Chemical Society, volume 121 page 5191 and R. K. Baldwin et al. published in 2002 in the journal "Chemical Communications" volume 17 page 1822.

Pour l'étape de formation de la gaine extérieure avec inclusion des particules différentes techniques peuvent être mises en oeuvre, par exemple, par des techniques sol-gel en solution. De telles techniques possèdent l'avantage d'autoriser une densification de la silice à des températures inférieures à 500°C, ce qui permet d'éviter l'endommagement des particules que pourrait créer l'utilisation d'une température plus élevée. Il est également possible d'utiliser une gaine en verre fluoré, un tel matériau présentant une transition vitreuse de 300°C et une température de fusion de 550°C. Dans le cadre de l'équipement d'un dispositif de captation 1 selon l'invention avec une telle fibre optique 100, la portion d'injection de lumière de la fibre optique peut être agencée le long d'une surface, telle que celle délimitée par un panneau, afin de présenter une surface d'injection de lumière maximum, comme cela est représenté sur la figure 1. Ainsi par exemple, avec une fibre optique de 200 um de diamètre, il est possible de placer la fibre de manière à ce qu'elle fasse un aller-retour tous les millimètres et donc de disposer près de 2 km de fibre optique sur une surface d'un mètre carré. Avec une telle portion de lumière, la fibre optique 100 autorise l'injection d'une quantité de lumière importante dans le coeur de fibre 102. Cette lumière se propage le long de la portion de guidage d'onde pour atteindre le système d'exploitation de lumière. Ce système d' exploitation de lumière, qui peut aisément être déporté vis-à-vis de la zone dans laquelle est collectée la lumière, est adapté pour l'exploitation de la lumière. Ainsi le système d'exploitation 200 peut être, par exemple, un système de diffusion de lumière, fournissant ainsi un dispositif d'éclairage basé sur la lumière collectée, un capteur photovoltaïque adapté pour transformer la lumière collectée en électricité ou encore, par exemple, un sèche-linge, dont une partie du pouvoir séchant est fournie par la lumière collectée. Si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la fibre optique 100 comporte une gaine extérieure 111 et une gaine intérieure 104 formant la gaine 103 de fibre optique, la fibre optique peut également comporter une seule gaine ou plus de deux gaines sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le guide d'onde prend la forme d'une fibre optique, le guide d'onde peut prendre également une autre forme que celle d'une fibre optique, telle que celle d'un guide d'onde plan sans que l'on sorte du cadre de l'invention.For the step of forming the outer sheath with inclusion of the particles, different techniques can be implemented, for example, by sol-gel techniques in solution. Such techniques have the advantage of allowing densification of the silica at temperatures below 500 ° C., which makes it possible to avoid damage to the particles that could be caused by the use of a higher temperature. It is also possible to use a fluorinated glass sheath, such a material having a glass transition of 300 ° C. and a melting temperature of 550 ° C. In the context of the equipment of a capture device 1 according to the invention with such an optical fiber 100, the light injection portion of the optical fiber can be arranged along a surface, such as that defined by a panel, so as to have a maximum light injection area, as shown in FIG. 1. Thus, for example, with an optical fiber of 200 μm in diameter, it is possible to place the fiber in such a way that that it makes a round trip every millimeter and therefore to have nearly 2 km of optical fiber on a surface of one square meter. With such a portion of light, the optical fiber 100 allows the injection of a large amount of light into the fiber core 102. This light propagates along the waveguide portion to reach the operating system. from light. This light exploitation system, which can easily be offset to the area in which the light is collected, is suitable for the exploitation of light. Thus, the operating system 200 may be, for example, a light scattering system, thus providing a lighting device based on the light collected, a photovoltaic sensor adapted to transform the light collected into electricity or, for example, a tumble dryer, part of whose drying power is provided by the collected light. If in the embodiment described above, the optical fiber 100 comprises an outer sheath 111 and an inner sheath 104 forming the sheath 103 of optical fiber, the optical fiber may also comprise a single sheath or more than two sheaths without the it is outside the scope of the invention. If in the embodiment described above, the waveguide takes the form of an optical fiber, the waveguide may also take a shape other than that of an optical fiber, such as that of an optical fiber. plane waveguide without departing from the scope of the invention.

De même, si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le moyen de conversion est fourni par des particules formées dans un matériau et avec des dimensions qui sont adaptés pour que chaque particule présente une résonance à une longueur d'onde bien définie, le moyen de conversion peut être fourni par d'autres structures que celle de particules, telles que par exemple des structurations du type réseaux photoniques, ceci sans que l'on sorte du cadre de l'invention. De même, si un guide d'onde selon l'invention est particulièrement adapté pour les applications dans le visible, le guide d'onde peut être adapté pour l'injection d'une lumière dans une autre gamme de longueurs d'onde que celle du visible, ceci sans que l'on sorte du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, dans le cas où le système d'exploitation de lumière est un sèche-linge, le moyen d'injection peut être adapté pour collecter de la lumière dans l'infrarouge afin de collecter un rayonnement électromagnétique plus énergétique.Similarly, if in the embodiment described above, the conversion means is provided by particles formed in a material and with dimensions that are adapted so that each particle has a resonance at a well-defined wavelength, the conversion means may be provided by structures other than that of particles, such as, for example, photonic network type structures, without departing from the scope of the invention. Similarly, if a waveguide according to the invention is particularly suitable for applications in the visible, the waveguide can be adapted for the injection of light in another range of wavelengths than that visible, this without going beyond the scope of the invention. Thus, for example, in the case where the light operating system is a dryer, the injection means can be adapted to collect light in the infrared to collect more energetic electromagnetic radiation.

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Guide d'onde comportant une portion d'injection (110) de lumière et une portion de guidage (120) d'onde optique, la portion d'injection (110) comportant une zone de guidage d'onde présentant une interface de rupture d'indice de réfraction, ladite zone de guidage d'onde étant en communication optique avec la portion de guidage (120), caractérisé en ce que la portion d'injection (110) comporte en outre un moyen de conversion adapté pour convertir une onde électromagnétique en une onde évanescente, ledit moyen de conversion étant agencé dans ladite portion d'injection pour recevoir de la lumière extérieure au guide d'onde et convertir un partie de la lumière extérieure en ondes évanescentes et pour autoriser qu'au moins une partie des ondes évanescentes converties par ledit moyen de conversion interagisse avec l'interface de rupture pour former une onde progressive dans la zone de guidage.REVENDICATIONS1. A waveguide having an injection portion (110) of light and an optical waveguiding portion (120), the injection portion (110) having a waveguiding zone having a disruption interface refractive index, said waveguiding zone being in optical communication with the guide portion (120), characterized in that the injection portion (110) further comprises a conversion means adapted to convert an electromagnetic wave in an evanescent wave, said converting means being arranged in said injection portion for receiving light outside the waveguide and converting part of the external light into evanescent waves and allowing at least a portion of the waves evanescent converted by said converting means interact with the breaking interface to form a progressive wave in the guide zone. 2. Guide d'onde selon la revendication 1, dans lequel le moyen de conversion comporte au moins une particule (115) adaptée pour former sous excitation lumineuse un pseudo-dipôle rayonnant.2. Waveguide according to claim 1, wherein the conversion means comprises at least one particle (115) adapted to form under excitation light a pseudo-dipole radiator. 3. Guide d'onde selon la revendication 2, dans lequel les dimensions et le matériau formant chaque particule (115) sont adaptés pour que ladite particule (115) en place dans le guide d'onde présente une résonance à une longueur d'onde comprise entre 400 et 800 nm et préférentiellement entre 520 et 580 nm.A waveguide according to claim 2, wherein the dimensions and the material forming each particle (115) are adapted to cause said particle (115) in place in the waveguide to exhibit resonance at a wavelength. between 400 and 800 nm and preferably between 520 and 580 nm. 4. Guide d'onde selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le matériau formant chaque particule (115) est un matériau choisi parmi l'argent, l'or, l'oxyde de titane, l'oxyde de zinc, l'alumine, le silicium ou d'un alliage d'au moins deux des matériaux précités.A waveguide according to claim 2 or 3, wherein the material forming each particle (115) is a material selected from silver, gold, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon or an alloy of at least two of the aforesaid materials. 5. Guide d'onde selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le guide d'onde est une fibre optique (100) et la portion d'injection (110) est formée par une portion longitudinale de la fibre optique (100).A waveguide according to any one of the preceding claims, wherein the waveguide is an optical fiber (100) and the injection portion (110) is formed by a longitudinal portion of the optical fiber (100). ). 6. Guide d'onde selon la revendication précédente dans lequel, la fibre optique (100) comporte : un coeur de fibre de la fibre (102) optique, une gaine (103) entourant le coeur de fibre, l'interface entre le coeur de fibre (102) et la gaine (103) formant l'interface de rupture d'indice de réfraction, le moyen de conversion étant agencé dans la gaine (103) dans la portion d'injection (110), ceci de manière à recevoir la lumière extérieure.6. Waveguide according to the preceding claim wherein the optical fiber (100) comprises: a fiber core of the optical fiber (102), a sheath (103) surrounding the fiber core, the interface between the core of the fiber (102) and the sheath (103) forming the refractive index breaking interface, the conversion means being arranged in the sheath (103) in the injection portion (110), so as to receive the outside light. 7. Guide d'onde selon la revendication précédente dans lequel la gaine (103) comporte, dans la portion d'injection (110), au moins une gaine intérieure (104) et une gaine extérieure (111), le moyen de conversion étant agencé dans la gaine extérieure (111).7. Waveguide according to the preceding claim wherein the sheath (103) comprises, in the injection portion (110), at least one inner sheath (104) and an outer sheath (111), the conversion means being arranged in the outer sheath (111). 8. Dispositif de captation (1) de lumière comportant : un système d'exploitation de lumière (200) déporté adapté pour exploiter la lumière qui lui est transmise, le dispositif de captation (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un guide d'onde selon l'une quelconque des revendications précédentes, la portion d'injection (110) étant agencée de manière à récupérer de la lumière et la portion de guidage d'onde (120) étant reliée optiquement au système d'exploitation (200) de manière à lui transmettre la lumière injectée par la portion d'injection (110) dans la portion de guidage (120).8. Apparatus for capturing (1) light comprising: a remote light operating system (200) adapted to exploit the light transmitted to it, the capturing device (1) being characterized in that it further comprises a waveguide according to any one of the preceding claims, the injection portion (110) being arranged to recover light and the waveguiding portion (120) being optically connected to the operating system (200) so as to transmit the light injected by the injection portion (110) into the guide portion (120). 9. Procédé de fabrication d'un guide d'onde, ledit procédé comportant les étapes consistant à : - former un coeur de fibre (102) optique,- former une gaine ( 103) de fibre optique entourant le coeur de fibre (102) de manière à ce que l'interface entre le coeur de fibre (102) et le gaine (103) forme une interface de rupture d'indice de réfraction, la gaine (103) comportant dans une portion d'injection de lumière de la gaine (103) un moyen de conversion adapté pour convertir une onde électromagnétique en une onde évanescente, ledit moyen de conversion étant agencé dans ladite portion d'injection de la gaine (103) pour recevoir de la lumière extérieure au guide d'onde et convertir la lumière extérieure en ondes évanescentes et pour autoriser qu'au moins une partie des ondes évanescentes émises à partir dudit moyen de conversion interagisse avec l'interface de rupture d'indice de réfraction existant entre la gaine (103) et le coeur de fibre (102), pour former une onde progressive dans le coeur de fibre (102).9. A method of manufacturing a waveguide, said method comprising the steps of: - forming an optical fiber core (102), - forming a sheath (103) of optical fiber surrounding the fiber core (102) so that the interface between the fiber core (102) and the sheath (103) forms a refractive index breaking interface, the sheath (103) having in a light injection portion of the sheath (103) conversion means adapted to convert an electromagnetic wave into an evanescent wave, said converting means being arranged in said sheath injection portion (103) for receiving light outside the waveguide and converting the external light in evanescent waves and for allowing at least a portion of the evanescent waves emitted from said converting means to interact with the refractive index breaking interface existing between the sheath (103) and the fiber core (102); ), to form an o Progressive nde in the fiber core (102). 10. Procédé de fabrication selon la revendication précédente dans lequel l'étape de formation de la gaine (103) comporte les sous-étapes consistant à : former au moins une particule (115) adaptée pour former sous excitation lumineuse un pseudo-dipôle rayonnant, former la gaine autour du coeur de fibre (102) en y incluant la particule (115).10. The manufacturing method according to the preceding claim wherein the step of forming the sheath (103) comprises the substeps of: forming at least one particle (115) adapted to form under a light excitation a pseudo-dipole radiating, forming the sheath around the fiber core (102) including the particle (115). 11. Procédé selon la revendication précédente dans lequel, lors de la sous-étape consistant à former la gaine (103) autour du coeur de fibre (102), il est tout d'abord formé une gaine intérieure (104) directement autour du coeur de fibre (102), et dans lequel il est ensuite formé une gaine extérieure (111) autour de la gaine intérieure (104) de manière à ce que la gaine intérieure (104) et la gaine extérieure (111) forment ensemble la gaine (103), ladite gaine extérieure (111) incluant la particule (115).11. Method according to the preceding claim wherein, during the substep of forming the sheath (103) around the fiber core (102), it is first formed an inner sheath (104) directly around the heart. of fiber (102), and in which an outer sheath (111) is then formed around the inner sheath (104) so that the inner sheath (104) and the outer sheath (111) together form the sheath ( 103), said outer sheath (111) including the particle (115).
FR1350216A 2013-01-10 2013-01-10 WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE Expired - Fee Related FR3000810B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1350216A FR3000810B1 (en) 2013-01-10 2013-01-10 WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE
PCT/EP2014/050092 WO2014108369A1 (en) 2013-01-10 2014-01-06 Waveguide, light collection device and method for producing a waveguide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1350216A FR3000810B1 (en) 2013-01-10 2013-01-10 WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3000810A1 true FR3000810A1 (en) 2014-07-11
FR3000810B1 FR3000810B1 (en) 2015-03-06

Family

ID=48139975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1350216A Expired - Fee Related FR3000810B1 (en) 2013-01-10 2013-01-10 WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3000810B1 (en)
WO (1) WO2014108369A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080105855A1 (en) * 2002-09-05 2008-05-08 Nanosys, Inc. Nanocomposites
EP2056361A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-06 Tropiglas Technologies Ltd Selective radiation-inhibiting optical element
US20100139749A1 (en) * 2009-01-22 2010-06-10 Covalent Solar, Inc. Solar concentrators and materials for use therein
WO2011127530A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 The University Of Sydney Luminescent solar concentrator and method for making the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004530927A (en) 2001-06-15 2004-10-07 コーニング インコーポレイテッド Fiber with tapered lens for focusing and focusing
US7459916B2 (en) 2006-08-30 2008-12-02 L-3 Communications Corporation Electromagnetic shielding defect monitoring system and method for using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080105855A1 (en) * 2002-09-05 2008-05-08 Nanosys, Inc. Nanocomposites
EP2056361A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-06 Tropiglas Technologies Ltd Selective radiation-inhibiting optical element
US20100139749A1 (en) * 2009-01-22 2010-06-10 Covalent Solar, Inc. Solar concentrators and materials for use therein
WO2011127530A1 (en) * 2010-04-13 2011-10-20 The University Of Sydney Luminescent solar concentrator and method for making the same

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BARNESW L ET AL: "Surface plasmon subwavelength optics", NATURE: INTERNATIONAL WEEKLY JOURNAL OF SCIENCE (AND SUPPLEMENTARY INFORMATION), NATURE PUBLISHING GROUP, UNITED KINGDOM, vol. 424, 14 August 2003 (2003-08-14), pages 824 - 830, XP007901985, ISSN: 0028-0836, DOI: 10.1038/NATURE01937 *
OLDENBURG ET AL: "Nanoengineering of optical resonances", CHEMICAL PHYSICS LETTERS, ELSEVIER BV, NL, vol. 288, no. 2/03/04, 22 May 1998 (1998-05-22), pages 243 - 247, XP002108067, ISSN: 0009-2614, DOI: 10.1016/S0009-2614(98)00277-2 *
T. D. HEIDEL ET AL: "Analysis of surface plasmon polariton mediated energy transfer in organic photovoltaic devices", PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 6656, 13 September 2007 (2007-09-13), pages 66560I - 66560I-9, XP055081479, ISSN: 0277-786X, DOI: 10.1117/12.731879 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014108369A1 (en) 2014-07-17
FR3000810B1 (en) 2015-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Circularly polarized light detection with hot electrons in chiral plasmonic metamaterials
Atwater et al. Plasmonics for improved photovoltaic devices
Burresi et al. Two-dimensional disorder for broadband, omnidirectional and polarization-insensitive absorption
Beck et al. Light trapping with plasmonic particles: beyond the dipole model
Meudt et al. Hybrid photonic–plasmonic bound states in continuum for enhanced light manipulation
Pala et al. Omnidirectional and broadband absorption enhancement from trapezoidal Mie resonators in semiconductor metasurfaces
FR2581768A1 (en) BIDIRECTIONAL OPTOELECTRIC COMPONENT FORMING OPTICAL COUPLER
Frydendahl et al. Giant enhancement of silicon plasmonic shortwave infrared photodetection using nanoscale self-organized metallic films
Zhang et al. Biomimetic and plasmonic hybrid light trapping for highly efficient ultrathin crystalline silicon solar cells
Jain et al. Broadband absorption enhancement in ultra‐thin crystalline Si solar cells by incorporating metallic and dielectric nanostructures in the back reflector
Wang et al. Resonant enhancement of dielectric and metal nanoparticle arrays for light trapping in solar cells
Uhrenfeldt et al. Broadband photocurrent enhancement and light-trapping in thin film Si solar cells with periodic Al nanoparticle arrays on the front
Villinger et al. Doubling the Near‐Infrared Photocurrent in a Solar Cell via Omni‐Resonant Coherent Perfect Absorption
Isabella et al. Decoupled front/back dielectric textures for flat ultra-thin c-Si solar cells
EP3271948B1 (en) Bifacial photovoltaic system equipped with optical fibres for illumination of the rear face of photovoltaic cells
Wang et al. Surface‐enhanced Raman scattering enabled by metal‐coated dielectric microspheres
Guo et al. Enhanced light absorption in waveguide Schottky photodetector integrated with ultrathin metal/silicide stripe
FR3000810A1 (en) WAVEGUIDE, LIGHT CAPTATION DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING WAVEGUIDE
EP3899490B1 (en) Optical particle detector
Uhrenfeldt et al. Diffractive coupling and plasmon-enhanced photocurrent generation in silicon
Marrocco et al. Modification of the scattering of silver nanoparticles induced by Fabry–Perot resonances rising from a finite Si layer
Brewer et al. Resonant Anti-Reflection Metasurfaces for Infrared Transmission Optics
Beck et al. Understanding light trapping by resonant coupling to guided modes and the importance of the mode profile
FR3022073A1 (en) FLUORESCENT CONCENTRATING PHOTOVOLTAIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
EP3968066A1 (en) Waveguide comprising a multimode optical fibre and adapted to spatially concentrate the guided modes

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

ST Notification of lapse

Effective date: 20160930