À gauche :la lumière se propage à travers un trou central de la fibre creuse. À droite :co-auteur Vincent Michaud-Belleau du COPL, Université Laval. Crédit :Université de Southampton
Des chercheurs de l'Université de Southampton et de l'Université Laval, Canada, ont réussi à mesurer pour la première fois la rétroréflexion dans des fibres creuses de pointe d'environ 10, 000 fois moins que les fibres optiques conventionnelles.
Cette découverte, publié cette semaine dans le flagship de l'Optical Society Optique journal, met en évidence une autre propriété optique dans laquelle les fibres à âme creuse sont capables de surpasser les fibres optiques standard.
La recherche de fibres optiques améliorées est essentielle pour faire progresser de nombreuses applications photoniques. Notamment, ceux-ci amélioreraient les performances d'Internet qui repose fortement sur les fibres optiques pour la transmission de données là où la technologie actuelle commence à atteindre ses limites.
Une petite partie de la lumière qui est lancée dans une fibre optique est réfléchie vers l'arrière au fur et à mesure qu'elle se propage, dans un processus connu sous le nom de rétrodiffusion. Cette rétrodiffusion est souvent hautement indésirable car elle provoque une atténuation des signaux se propageant dans la fibre optique et limite les performances de nombreux dispositifs à base de fibre, tels que les gyroscopes à fibre optique qui naviguent dans les avions de ligne, sous-marins et engins spatiaux.
Cependant, la capacité de mesurer de manière fiable et précise la rétrodiffusion peut être bénéfique dans d'autres cas, telles que la caractérisation des câbles à fibre installés où la rétrodiffusion est utilisée pour surveiller l'état d'un câble et identifier l'emplacement de toute rupture le long de sa longueur.
Crédit :Université de Southampton
La dernière génération de fibres sans nœud antirésonantes imbriquées à noyau creux (NANF), qui ont été pionniers dans le programme de recherche LightPipe dirigé par Southampton et appliqués à de nouveaux domaines d'application au sein du programme Airguide Photonics, présentent une rétrodiffusion si faible que jusqu'à ce point, elle est restée non mesurable.
Pour résoudre ce défi, Les chercheurs de l'Optoelectronics Research Center (ORC) de l'Université de Southampton se sont associés à des collègues du Center for Optics, Photonique et Lasers (COPL) à l'Université Laval, Québec, spécialisés dans la recherche d'instrumentation optique de haute sensibilité.
Ils ont développé un instrument qui a permis à l'équipe de mesurer de manière fiable les signaux extrêmement faibles rétrodiffusés dans les dernières fibres à âme creuse fabriquées par ORC, confirmant que la diffusion est de plus de quatre ordres de grandeur inférieure à celle des fibres standard, conforme aux attentes théoriques.
Professeur Radan Slavik, Responsable du groupe Signaux optiques cohérents de l'ORC, dit :« J'ai beaucoup de chance de travailler à l'ORC, où le long terme, les recherches de pointe de mes collègues de conception et de fabrication ont conduit aux fibres creuses les plus faibles et les plus longues jamais fabriquées. Mon travail s'est concentré sur la mesure des propriétés uniques de ces fibres, ce qui est souvent difficile et nécessite des collaborations avec des groupes de premier plan dans le domaine de la mesure, comme le National Physical Laboratory et l'instrumentation du Royaume-Uni, comme l'Université Laval.
Dr Eric Numkam Fokoua, qui a effectué l'analyse théorique à l'ORC pour étayer ces conclusions, dit :"La confirmation expérimentale de notre prédiction théorique que la rétrodiffusion est de 10, 000 fois moins dans nos dernières fibres à âme creuse que dans les fibres tout verre standard démontre leur supériorité pour de nombreuses applications de fibre optique.
"De plus, la capacité de mesurer de tels niveaux de signaux rétrodiffusés est également critique dans le développement de la technologie des fibres creuses elle-même, en fournissant une voie critique pour la recherche de défauts distribuée dans les fibres et les câbles à âme creuse fabriqués, selon les besoins, pour faire avancer les améliorations de leurs processus de fabrication. La technologie existante n'est tout simplement pas assez sensible pour fonctionner avec ces nouvelles fibres radicales et ce travail démontre une solution à ce problème."
