Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Dès leur avénement, les fibres optiques se sont imposées dans les télécommunications, quelques années plus tard, elles ont investi le domaine des capteurs. A l'inverse d'un équipement conventionnel de communication, le capteur à fibres optiques doit délivrer le signal le plus élevé possible en réponse à une perturbation spécifiée. Il possède néanmoins les mêmes propriétés que les fibres otpiques de télécommunication : isolation électrique, immunité aux perturbations électromagnétiques, résistance aux températures élevées et aux fortes irradiations.
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Since their advent, optical fibers have become prevalent in telecommunications, and a few years later, are widely used in the field of sensors. Unlike any conventional communication device, the optical fiber sensor must provide the highest signal possible in response to a specified disturbance. It nonetheless possesses the same properties as telecommunication optical fibers: electrical insulation, immunity to electromagnetic disturbances, resistance to high temperatures and irradiations.
Auteur(s)
-
Jean-Claude FESTINGER : Ingénieur ENSEM (École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique) - Docteur-ingénieur - Journaliste scientifique
INTRODUCTION
Depuis leur développement industriel voici plus d’un quart de siècle, les fibres optiques se sont imposées dans les communications. Elles se sont engagées sur d’autres voies comme celle des capteurs à fibres optiques.
Équipement de communication et capteur à fibres optiques se différencient par la nature du signal transmis. Le premier est conçu de manière à véhiculer le signal avec le minimum de perturbations, tandis que le deuxième doit délivrer le plus fort signal possible en réponse à une perturbation spécifiée.
Le capteur à fibres optiques bénéficie néanmoins des qualités des fibres optiques de télécommunication : isolation électrique, immunité aux perturbations électromagnétiques, sécurité intrinsèque, résistance aux températures élevées et aux fortes irradiations.
Dans ce premier dossier Capteurs à fibres optiques. Présentation, nous nous attachons à définir et à décrire les différents types de capteurs.
Dans un deuxième dossier Capteurs à fibres optiques. Mesures et contrôles, nous nous intéressons aux mesures et contrôles par fibres optiques.
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Définitions
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2. Différents types de capteurs à fibres optiques
2.1 Architecture des capteurs
La propagation de l’onde lumineuse dans la fibre optique est modifiée par différentes perturbations. L’analyse de celles-ci permet de remonter aux sources qui leur ont donné naissance.
On distingue les modifications suivantes de l’onde lumineuse :
-
l’atténuation du signal lumineux ;
-
les diffusions dues aux imperfections du guide optique ;
-
l’élargissement des impulsions lumineuses ;
-
la dispersion modale de polarisation.
2.1.1 Constituants d’un système de mesure à fibres optiques
L’architecture d’un capteur à fibres optiques comporte les sous-ensembles suivants (figure 2) :
-
un émetteur de lumière, constitué d’une ou de plusieurs sources lumineuses monochromatiques, cohérentes ou non, continues ou impulsionnelles ;
-
un guide d’onde optique : la fibre optique (monomode ou multimode), ou encore un guide d’onde intégré sur un substrat en semi-conducteur ;
-
un élément sensible à la grandeur physique à mesurer : le transducteur ;
-
éventuellement, des fonctions complémentaires de modulation de lumière, de polarisation... ;
-
un récepteur de lumière : photodiode(s) suivie(s) d’un étage électronique d’amplification ;
-
un démodulateur, chargé d’extraire les informations sur la grandeur mesurée ;
-
des circuits d’alimentation en énergie.
De nombreux développements ont été réalisés initialement à 0,632 µm, longueur d’onde du laser à hélium-néon, puis dans l’infrarouge à 0,840 µm. D’autres sources à 1,3 µm et 1,55 µm mettent en valeur des atténuations plus faibles. Des sources apparaissent à la...
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Différents types de capteurs à fibres optiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Spécification générique pour les capteurs à fibres optiques - . Norme NF EN 61757-1. Août 1999 Association Française de Normalisation (AFNOR).
-
(2) - GOURE (J.P.) - Capteurs optiques-capteurs à fibres optiques - . Entropie no 155, p. 18-27, fig., bibl. (1990).
-
(3) - LECOT (C.), GUERIN (J.J.), LEQUIME (M.), RIOUAL (M.) - Réseau à fibre optique de capteurs multiplexés pour le contrôle thermique de stator d’alternateur - . Congrès Optical Fiber Sensor, Florence (1993).
-
(4) - JACKSON (D.A.) - Recent innovations in Fibre Optic Sensors - . FOSS Newsletter, bibl., mars 1994.
-
(5) - LEQUIME (M.), LECOT (C.) - A dual-wave-length passive homodyne detection unit for fiber coupled white-light interferometers - . SPIE Vol. 1267, Fiber Optic Sensors IV, p. 288-298 (1990).
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(6)...
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