L'invention des fibres optiques a révolutionné non seulement les télécommunications, mais aussi la technologie de détection. Les capteurs à fibre optique peuvent mesurer la contrainte, Température, pression, et de nombreux autres paramètres physiques le long des fibres, mais ils sont actuellement immunisés contre le bruit électromagnétique, c'est-à-dire les interférences provenant d'autres interactions électriques ou magnétiques externes. C'est un trait désirable, jusqu'à ce que l'effet du champ électromagnétique sur les fibres doive être mesuré. Maintenant, une équipe internationale de chercheurs a utilisé ce qui était auparavant considéré comme une partie « endommagée » d'une fibre optique pour développer un tel capteur de champ magnétique.

Ils ont publié les détails de leur approche le 5 novembre dans Recherche avancée en photonique .

"Cette nature d'immunité au bruit électromagnétique est un grand mérite lorsque nous mesurons la contrainte, Température, etc., dans des environnements à champ électromagnétique puissant, " a déclaré le co-auteur de l'article Yosuke Mizuno, professeur agrégé à la Faculté de génie, Université nationale de Yokohama. "Toutefois, cela signifie simultanément que la détection de champ électromagnétique à l'aide de fibres optiques est un défi majeur, que nous avons abordé dans cet article."

Les chercheurs ont profité d'un effet "fibre fusible", qui est induite lorsque de la lumière à haute puissance est injectée dans une fibre optique avec des coudes serrés, mauvais connecteurs, et d'autres conditions non idéales. Lorsqu'une lumière haute puissance est injectée dans une fibre optique aussi compromise, l'énergie optique est « piégée » dans le cœur de la fibre, générer une décharge optique qui se propage vers la source lumineuse, endommager de façon permanente la fibre dans le processus. L'équipe de recherche a constaté que, lorsque la fibre est en polymère, cet effet se traduit par un chemin carbonisé électriquement conducteur, qui peut à son tour permettre les interactions nécessaires pour réagir aux champs magnétiques.

« Les interactions entre le champ magnétique et les régions carbonisées - ou " endommagées " - peuvent entraîner des variations des paramètres optiques dans la fibre, " a déclaré l'auteur principal Arnaldo Leal-Junior, professeur au programme d'études supérieures en génie électrique, Université fédérale d'Espírito Santo. "En prenant en sandwich une fibre polymère fusionnée entre deux fibres monomodes en silice et en induisant ce que nous appelons une interférence multimodale, un capteur de champ magnétique à fibre optique peut être mis en œuvre."

Les chercheurs ont montré expérimentalement que ce capteur peut détecter un petit changement de champ magnétique de 45 microtesla, ce qui est plusieurs centaines de fois plus petit - ou plus sensible - que la détection de 20 milliteslas par une méthode conventionnelle à fibre optique. En comparaison, un champ magnétique d'environ 100 microtesla est mesuré à un pouce d'un micro-ondes de cuisine en fonctionnement.

« Des capteurs de champ magnétique sont souvent nécessaires pour manipuler divers appareils dans les systèmes d'alimentation électrique, tels que les générateurs et les moteurs, " a déclaré Mizuno. "Nous anticipons que les mérites de notre capteur, y compris l'isolation électrique et la longue plage de mesure, peuvent être exploités dans de telles applications."

Leal-Junior a également noté que le capteur proposé peut être facilement fabriqué à faible coût et que leur approche ouvre la voie à une nouvelle option de recyclage en récupérant des fibres optiques polymères fondues pour une utilisation dans des capteurs de champ magnétique.

Les chercheurs prévoient d'améliorer la précision des mesures ainsi que la sensibilité du capteur proposé. Ils tenteront également d'utiliser la même approche pour démontrer la détection de champ électrique dans un avenir proche.