Comment les non-uniformités de revêtement ou la pression latérale provoquent-elles des ondulations microscopiques dans la fibre ?
Les non-uniformités de revêtement et la pression latérale peuvent en effet induire des courbures ondulées microscopiques dans une fibre optique, entraînant une perte par micro-courbure.
Voici comment ces mécanismes provoquent de telles courbures :
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Non-uniformités du revêtement : Le revêtement polymère entourant une fibre optique offre une protection mécanique et agit comme un tampon. Si ce revêtement présente des non-uniformités – telles que des variations d’épaisseur, de propriétés matérielles ou d’adhérence au gainage de la fibre – il crée des régions de rigidité mécanique différente ou de concentrations de contraintes. Lorsque la fibre est soumise à des forces externes (par exemple, une légère tension, compression ou des fluctuations de température), ces régions non uniformes peuvent faire fléchir ou déformer la fibre en minuscules courbures localisées au lieu d’une déformation uniforme sur sa longueur. Les points plus faibles ou plus rigides du revêtement deviennent des sites préférentiels pour la formation de ces micro-courbures.
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Pression latérale : Lorsqu’une fibre optique subit une pression appliquée perpendiculairement à son axe (pression latérale), elle tente de relâcher cette contrainte compressive. Si cette pression est distribuée de manière inégale, ou s’il existe des imperfections intrinsèques ou des pré-contraintes dans la fibre ou son revêtement, la fibre peut se déformer en une série de courbures ondulées microscopiques. Cette instabilité permet à la fibre de s’adapter à la compression localisée. Ces minuscules ondulations perturbent le trajet régulier de la lumière.
Dans les deux scénarios, ces courbures microscopiques font qu’une partie de la lumière se propageant dans le cœur de la fibre s’échappe dans le gainage ou rayonne complètement hors de la fibre. Cela se produit parce que l’angle d’incidence local à l’interface cœur-gaine dépasse l’angle critique de réflexion interne totale. Cette lumière échappée constitue la perte optique observée.
Pour atténuer de tels effets, OFSCN propose divers produits à réseau de Bragg sur fibre (FBG) avec des conceptions robustes. Par exemple, les capteurs avec un emballage intégral en tube métallique sans soudure, comme le
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Capteur de contrainte à réseau de Bragg sur fibre conditionné en tube d’alliage OFSCN®
, résistent intrinsèquement aux micro-courbures grâce à leur encapsulation rigide. Même pour les FBG nus, la qualité de la fibre et son re-revêtement, comme on le voit dans des produits tels que les
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Réseaux de Bragg sur fibre polyacrylate / Cordes de réseaux de Bragg sur fibre (nus) OFSCN®
, jouent un rôle crucial dans le maintien de l’intégrité mécanique.
Voici une illustration générale de la façon dont la fibre réagit aux changements physiques :
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