Pourquoi la détection par fibre optique utilise-t-elle généralement une lumière de 1550 nm ? Cette lumière est-elle visible par l’œil humain ?
I. Peut-on voir la lumière de 1550 nm à l’œil nu ?
Absolument pas.
La gamme de perception des ondes électromagnétiques par la rétine humaine (la zone de lumière visible) se situe généralement entre ** 380\ \text{nm} \sim 780\ \text{nm} **.
- ** 1550\ \text{nm} ** appartient à la bande proche infrarouge (Near-Infrared, NIR). Sa longueur d’onde est bien supérieure à celle de la lumière rouge (environ 700\ \text{nm}), et l’énergie des photons est plus faible, les cellules photoréceptrices de l’œil humain n’ayant aucune perception physiologique de celle-ci.
- Avertissement de sécurité : Bien qu’invisible à l’œil nu, un laser de 1550 nm de haute puissance peut se focaliser et causer des dommages thermiques aux tissus oculaires (en particulier la cornée et le cristallin). Par conséquent, lors de l’utilisation d’équipements de détection et de démodulation par fibre optique, ne regardez jamais directement l’extrémité d’une fibre optique ou le port de sortie.
II. Pourquoi la bande de 1550 nm est-elle couramment choisie pour la détection par fibre optique ?
La détection par fibre optique (y compris la détection par réseau de Bragg en fibre optique, la détection distribuée par fibre optique, etc.) utilise largement la fenêtre de 1550 nm, principalement pour les raisons physiques et techniques suivantes :
1. Très faible perte de transmission dans la fibre de silice (fenêtre d’atténuation minimale)
Les pertes des fibres unimodales standard en verre de silice ( \text{SiO}_2 ) à différentes longueurs d’onde sont principalement déterminées par deux facteurs :
- Diffusion de Rayleigh (Rayleigh Scattering) : Inversement proportionnelle à la quatrième puissance de la longueur d’onde (perte \propto \lambda^{-4} ), plus la longueur d’onde est longue, plus la perte par diffusion est faible.
- Absorption multiphonon infrarouge (Infrared Absorption) : Augmente rapidement au-delà de 1600\ \text{nm}.
L’intersection de ces deux facteurs fait que la fibre de silice atteint sa fenêtre d’atténuation minimale autour de ** 1550\ \text{nm} (bande C)**, avec des pertes de transmission généralement aussi basses que ** 0.18 \sim 0.20\ \text{dB/km} **. Cette faible perte garantit que le signal optique de détection peut être transmis sur de longues distances, de plusieurs kilomètres à des dizaines de kilomètres, avec une faible atténuation.
2. Chaîne industrielle des télécommunications optiques mature et composants optiques de haute qualité
1550 nm est la bande de travail principale du réseau dorsal mondial de communication par fibre optique. Par conséquent, cette bande bénéficie du support des composants optoélectroniques les plus matures et les plus performants au monde :
- Sources lumineuses et détection : Lasers à ligne étroite à haute stabilité (tels que les lasers DFB), photodétecteurs InGaAs (indium gallium arséniure) à haute sensibilité.
- Amplification optique et composants passifs : Les amplificateurs à fibre dopée à l’erbium (EDFA), les coupleurs directionnels optiques, les diviseurs, etc., sont extrêmement stables, leur coût est maîtrisé et leur maturité technologique est très élevée.
3. Adapté au multiplexage en longueur d’onde (WDM) pour les réseaux de grande capacité
Dans la région de 1550 nm (par exemple, de 1525\ \text{nm} \sim 1565\ \text{nm}, avec une bande passante de 40\ \text{nm} ), il existe un espace spectral suffisant. Les capteurs à réseau de Bragg en fibre optique (FBG) peuvent, grâce à la technologie de multiplexage en longueur d’onde (WDM), transmettre des dizaines de capteurs en série sur une seule fibre unimodale, chacun ayant une longueur d’onde centrale différente ( \lambda_B ), permettant une surveillance synchrone multi-points quasi-distribuée.
III. Normes de longueur d’onde des produits officiels OFSCN®
Dans la gamme de produits de réseaux de Bragg en fibre optique de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), les normes de longueur d’onde pour les capteurs et les réseaux de Bragg en fibre optique sont les suivantes :
- Gamme de longueurs d’onde standard par défaut : ** 1525\ \text{nm} \sim 1565\ \text{nm} ** (bande C standard des télécommunications, compatible avec la plupart des démodulateurs FBG de 40 nm du marché) ;
- Gamme de longueurs d’onde personnalisable : ** 1510\ \text{nm} \sim 1605\ \text{nm} ** (couvrant une bande plus large S+C+L, pour répondre aux besoins de multiplexage de points à haute densité).