Capteurs à fibre

⮞ Équipe DOP ⮞ Thématiques de recherche ⮞ Activité « Polarimétrie, senseurs et imagerie » ⮞

Présentation

L’optique fibrée offre une multitude de possibilités en termes de capteurs. En effet, la mise en œuvre des trajets optiques très longs permet une grande sensibilité de mesure. Par ailleurs, la fibre en tant que telle est un capteur très sensible à différents paramètres physiques (température, contraintes mécaniques ou chimiques…). Dans l’équipe DOP, nous développons des architectures fibrées originales permettant de mesurer des effets très faibles.

Interféromètre de Sagnac fibré

L’interféromètre de Sagnac fibré est un instrument permettant d’accéder à la mesure d’effets non réciproques, c’est-à-dire à un indice optique dépendant du sens de parcours de la lumière dans le composé. Cet interféromètre à 2 ondes passif à fibre est inspiré du gyroscope à fibre permettant de mesurer l’effet Sagnac. Notre instrument permet ainsi de mesurer des effets physiques petits ou encore mal connus.

Mesure de la biréfringence magnétochirale

L’interaction magnétochirale se traduit, dans le domaine optique, par une différence des coefficients d’absorption et des indices de réfraction associés à deux ondes se contre-propageant dans un milieu chiral soumis à un champ magnétique longitudinal. Les observations de la magnétochiralité en optique sont rares, l’effet étant petit. La contribution à l’absorption, appelée dichroïsme magnétochiral a été observée pour la première fois en 1998. Nous avons développé des interféromètres Sagnac fibrés et dépolarisés à 1.5µm et 0.8µm, présentant un plancher de détection inférieur à 500 nrad.Hz^-½, pour la détection de l’indice magnétochiral de molécules en solution.

Capteur acoustique distribué

Nous avons mis en œuvre un interrogateur fibré, capable de mesurer en temps réel le profil d’indice le long d’une fibre avec une résolution sub-cm. Le système repose sur le principe de l’interférence multi-hétérodyne ou dual-comb (double peigne de fréquence). La source de dual-comb est une double boucle à décalage de fréquence, qui délivre plusieurs centaines de dents mutuellement cohérentes. Les résolutions spatiales et temporelles de la technique sont respectivement de quelques mm et de quelques dizaines de µs. Cet interrogateur doit permettre de pouvoir mesurer la pression pariétale dans des écoulements aéro ou hydrodynamiques autour de solides en mouvement.

Financements

• CNRS (Programme défi instrumentation aux limites 2015)
• ANR (projet COCOA, projet MECHOUI)

Personnels de recherche impliqués

Ingénieurs de recherche, chercheurs et Enseignants-Chercheurs

Doctorants et Post-doctorants

Pour en savoir plus

• Goulc’Hen Loas, Mehdi Alouini, Marc Vallet. Optical fiber Sagnac interferometer for sensing scalar directional refraction: Application to magnetochiral birefringence. Review of Scientific Instruments, 2014, 85 (4), pp.043109. ⟨10.1063/1.4871988⟩. ⟨hal-01063260⟩
• Chengshuo Shen, Goulc’Hen Loas, Monika Srebro-Hooper, Nicolas Vanthuyne, Loic Toupet, et al.. Iron Alkynyl Helicenes: Redox-Triggered Chiroptical Tuning in the IR and Near-IR Spectral Regions and Suitable for Telecommunications Applications. Angewandte Chemie International Edition, 2016, 55 (28), pp.8062-8066. ⟨10.1002/anie.201601633⟩. ⟨hal-01318820⟩
• Louis Alliot de Borggraef, Hugues Guillet de Chatellus. Phase-sensitive distributed Rayleigh fiber sensing enabling the real-time monitoring of the refractive index with a sub-cm resolution by all-optical coherent pulse compression. Optics Express, 2023, 31 (2), pp.1167. ⟨10.1364/OE.479006⟩. ⟨hal-04230634⟩