Des fibres optiques plates en verre pur sont mille fois plus sensibles que les câbles traditionnels

Une équipe de chercheurs du KTH Royal Institute of Technology et de l'Université de Southampton a créé une fibre optique plate HARFF (High Aspect Ratio Flat Fiber), offrant une sensibilité aux effets physiques mille fois supérieure à celle des fibres cylindriques traditionnelles. Selon ixbt.com, les scientifiques ont prouvé la viabilité pratique de ce matériau inhabituel en réussissant à étirer plus de 120 mètres de fibre à partir d'une seule préforme. C'est ce que rapporte Ixbt.com rapporte .

Une nouvelle géométrie et approche d'ingénierie

Le secret principal de cette invention réside dans sa géométrie unique. Au lieu de simplement aplatir des fibres rondes, les experts ont formé la préforme dès le départ sous forme de ruban plat avec un rapport d'aspect allant jusqu'à 20:1. En conséquence, les canaux internes, les espaces d'air et le positionnement du guide d'ondes sont devenus des variables indépendantes. Cela permet à l'ingénieur de concevoir précisément où le verre doit se plier et où il doit offrir une résistance.

Pour créer un capteur de pression, les chercheurs ont formé deux canaux d'air allongés. Lors de la déformation, une contrainte asymétrique apparaît, modifiant la biréfringence du verre. Deux réseaux de Bragg identiques forment un résonateur optique, et le motif d'interférence se déplace proportionnellement à la pression.

Les tests ont montré qu'à une pression de 0,40 MPa, la sensibilité atteint 31,6 radian/MPa. Il s'agit d'un chiffre trois ordres de grandeur supérieur à celui des fibres rondes similaires. Parallèlement, la sensibilité à la température représentait moins de 1 % de l'indicateur de pression.

Capacités de mesure de température

Pour assurer la fonction de mesure de température, le canal interne de la HARFF a été rempli d'un alliage d'étain dont le coefficient de dilatation thermique est 46 fois supérieur à celui de la silice. Lorsqu'il est chauffé, une forte contrainte mécanique est générée dans le verre, ce qui entraîne à nouveau un changement de l'indice de biréfringence.

Pavel Manvski, chercheur au KTH, souligne que ce développement n'est pas seulement une fibre d'apparence différente, mais ouvre un tout nouvel espace pour la conception de technologies à fibre optique. Pour l'instant, la HARFF conserve le statut d'échantillon de laboratoire, avec des pertes optiques d'environ 0,16 dB par mètre.

À l'avenir, les experts prévoient d'améliorer le contrôle de la forme, de réduire les pertes et d'intégrer avec succès ces fibres innovantes dans les ailes de drones, les grands ponts, les structures industrielles et les batteries.