| Summary: | n this thesis, a hybrid technology platform based on As_{2} Se_{3} and PolyMethyl MethAcrylate (PMMA) is investigated with the aim of achieving versatile, compact, mechanically robust, and highly nonlinear microwires. Hybrid microwires composed of an As_{2} Se_{3} core and a PMMA cladding are fabricated by tapering hybrid fiber structures using a state-of-the-art taper fabrication method. Two approaches based on two different hybrid fiber structures have been used for the fabrication of microwires. In the first approach, a single-mode hybrid fiber composed of an As_{2} Se_{3} single-mode fiber and a PMMA coating layer is tapered to obtain a hybrid microwire. In the second approach, a bulk As_{2} Se_{3} cylinder is coated with a PMMA layer to form a multi-mode hybrid fiber that is subsequently tapered into a hybrid microwire. The As_{2} Se_{3} core of the microwire provides an ultrahigh nonlinearity up to \gamma=180 W^{-1} m^{-1} whereas the PMMA cladding provides mechanical strength for normal handling of the device and reduces sensitivity to the surrounding environment. With such a large waveguide nonlinearity parameter, a 10 cm hybrid microwire could replace a conventional highly non-linear silica fiber (\gamma\sim0.01 W^{-1} m^{-1} ) of 1.8 km. The successful operation of hybrid microwires is demonstrated with the observation of self-phase modulation, supercontinuum generation, and all-optical switching. Moreover, an hybrid microwire structure with an eccentric As_{2} Se_{3} core and a PMMA cladding is fabricated to achieve ultrahigh birefringence and a high nonlinearity. The birefringence is induced by having the As_{2} Se_{3} core eccentric with respect to the circular PMMA cladding symmetry. Eccentric-core microwires with high group birefringence up to b_{g}=0.018 are demonstrated. Highly nonlinear eccentric-core hybrid microwires with engineerable birefringence can be used for applications such as polarization-entangled photon generation. === Abrege--- Dans cette thèse, une plateforme technologique hybride basée sur l'As_{2} Se_{3} et le PolyMethyl MethAcrylate (PMMA) est étudiée avec l'objectif d'obtenir des microfils hybrides hautement nonlinéaires, versatiles, compacts et mécaniquement robustes. Les microfils hybrides composés d'un coeur d'As_{2} Se_{3} et d'une gaine de PMMA sont fabriqués par l'étirement de structures hybrides à partir de méthodes de fabrication dans l'état de l'art. Deux approches basées sur l'usage de deux structures de fibre hybrides ont été utilisées pour la fabrication des microfils. Dans la première approche, une fibre hybride monomode composée d'une fibre optique monomode d'As_{2} Se_{3} enrobée d'une couche de PMMA est étirée pour l'obtention du microfil hybride. Dans la deuxième approche, un cylindre brut d'As_{2} Se_{3} est enrobé de PMMA pour former une fibre hybride multimode et par la suite est étirée en microfil hybride. Le coeur d'As_{2} Se_{3} du microfil génère une nonlinarité élevée de \gamma=180 W^{-1} m^{-1} tandis que la gaine de PMMA assure une robustesse mécanique suffisante pour la manipulation normale du dispositif et réduit la sensibilité à l'environnement. Avec une nonlinéarité de cet ordre, un microfil hybride de 10 cm peut remplacer une fibre conventionnelle et commerciale (\gamma\sim0.01 W^{-1} m^{-1} ) de 1.8 km. Le fonctionnement réussi de microfils hybrides est démontrée par l'observation d'automodulation de phase, la génération de supercontinuum, et la commutation tout-optique. De plus, une structure hybride de microfil avec un coeur excentrique et une gaine de PMMA est fabriquée pour atteindre une biréfringence élevée et une nonlinéarité élevée. La biréfringence est induite à partir du coeur d'As_{2} Se_{3} excentrique par rapport à la symétrie circulaire de la gaine de PMMA. Des microfils hybrides excentriques avec une biréfringence élevée de b_{g}=0.018 sont démontrés. Les microfils hybrides à haute biréfringence peuvent être utilisés pour les applications telles que la génération de photons à polarisation intriquée.
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