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En savoir plus sur nos fibres optiques




Quels types de fibres de verre existent et quelle type pour quelle application ?


Dans la spectroscopie optique (UV/Visible et NIR) on utilise aujourd'hui généralement des fibres de verre de quartz. La fabrication d'une fibre optique passe par la réalisation d'une préforme cylindrique en barreau de silice. La silice est un composé oxygéné du silicium, de formule SiO2, présent dans un grand nombre de minéraux, tels que le quartz, la calcédoine et l'opale. La fibre est ensuite étirée à partir de ce barreau. Son centre, qui constitue le cœur de la fibre, nécessite une silice très pure avec un minimum d'ions hydroxyles OH-. Le cœur est entouré d'une silice de moindre qualité qui forme la gaine optique. On réalise un écart d'indice entre le cœur et la gaine en incorporant des dopants, tels que :
  • le germanium et le phosphore qui accroissent l'indice dans le cœur
  • le bore et le fluor qui le font décroître dans la gaine.

Les fibres sont tirées dans les tours spéciales du verre de quartz de grande pureté - Préformes. Ces Préformes se composent d'un cœur avec un plus haut indice de réfraction et d'une couche entourant avec un indice de réfraction plus faible. De cette manière on vient dans la fibre de verre tirée en conduite de vague qui permets le transport de la lumière. Cette structure reste reçue avec le processus dans la fibre de verre.

Les diamètres du noyau des fibres optiques sont en général entre 50 µm et 1000 µm. Les fibres à 1000µm exigent des rayons de courbures très hautes et sont tout à fait critiques dans la manipulation. En contre les fibres avec des diamètres très petites sont fréquemment utilisées dans les faisceaux de fibre ou les dispositions de fibre spéciales. Des applications typiques utilisent différentes fibres de quartz entre 100µm et 600µm à des diamètres centraux.

La fibre dite LOH (Low OH = (< 2 PPMS) n'a que peu des groupes hydroxyles. Ce type de fibre est nécessaire pour des applications en Proche Infrarouge, parce-que
l’absorption de la bande d'eau devient autrement déjà trop élevée sur de courtes distances pour la mesure.

Les fibres dites HOH (High OH = 600-1000 PPMS) ont conformément beaucoup plus des groupes hydroxyles. La transmission de ces fibres est clairement mieux dans le secteur UV. Des fibres HOH sont utilisées donc principalement dans les applications UV/VIS.

L'affaiblissement (dB) par unité de longueur (Km), qui est fonction de la longueur d'onde, soit 0,36 dB/Km à 1300 nm et 0,2 dB/Km à 1550 nm (courbe à droite).






Courbe d’atténuation typique d’une fibre HOH


Courbe d’atténuation typique d’une fibre LOH




Les longueurs limitées pour les fibres optiques ?


Des fibres de verre jusqu'à quelques mètres de long cent sont utilisées dans la spectroscopie.
Avec le niveau de développement actuel, la lumière dans les fibres de quartz avec une faible absorption peut être transférée plus de plusieurs centaines de des mètres. Cela est fait particulièrement dans les applications de processus Proche Infrarouge, pour transporter des signaux des locaux protégés contre l’explosion à l'analyseur ou pour gagner par exemple des signaux des applications sous-marins. Lors des applications UV, il y a aujourd'hui ni quelques restrictions dans la longueur des fibres de verre. La cause se trouve principalement dans l'absorption et la dispersion des fibres de verre de quartz augmentant fortement dans le UV.



Comment fortement peut-elle une fibre de verre être pliée?


En règle générale, on compte pour une charge à court terme le rayon de courbure des fibres ne devrait pas descendre au-dessous de 100 fois du rayon de la fibre de verre et lors d’une charge à longe terme de 600 fois du rayon de la fibre.



Résumé fibres de verre


Les fibres de verre utilisées en spectroscopie sont fabriquées en silice. Elles appartiennent à 3 groupes principaux et ils se différencient en fonction du domaine spectral de l'application. Pour le domaine UV/VIS les fibres optiques sont fabriquées avec une teneur élevée en groupe -OH (HOH), et pour le domaine VIS/NIR avec une faible teneur en groupe -OH (LOH). Pour des longueurs d'ondes < 215 nm (UV), nous utilisons des fibres de verres spéciales résistantes à la solarisation. Pour des applications dans un environnement extrême, comme par exemple lors de mesure en procédé, elles sont protégées par des tuyaux en métal. Nous répondons à vos besoins en ce qui concerne leur longueur.



      Fibre avec tuyau à silicone


      Fibre à tuyau métallique



Structure d'un fibre optique



Le cœur de la fibre (core)


En général, des fibres de quartz d'indice d'étape multimode sont utilisées pour des applications d’analyse spectrale. Avec la spécification de la fibre dans p. ex. 50, 100, 400, µm le diamètre du cœur est désigné. Celui-ci peut alors se composer, comme décrits au début, du verre de quartz avec une haute ou avec une faible part des groupes hydroxyles.



L’enrobage du cœur (cladding)


L'enveloppe du cœur (cladding) autour du cœur de fibre est enrobée d’une enveloppe spéciale, avec du matériel avec un plus faible indice de réfraction, qui doit recevoir l'effet de guidage de lumière. Pour cela nous utilisons pour nos fibres d’une très haute qualité le quartz fluorure.



La gaine extérieure de la fibre (buffer)


Pour une protection optimale de la fibre contre les conditions environnantes extrêmes (agression chimique, chaleur) ou même contre les raies nous appliquons une couche supplémentaire autour du cœur et autour d’enrobage du cœur. Cela peut être un revêtement en P.V.C. pour l'application en laboratoire sous des conditions ambiants ou un enrobage en polyimide pour des applications avec des variations de la température entre 100°C et 400°C. Polyimide est en plus inflammable. Pour les conditions ambiantes les plus extrêmes, nous offrons une protection V2A ou V4A qu'est un certain alliage d'aluminium pour les températures entre -190 et 400°C. Pour des températures jusqu’au 750°C, une couche d'or est chargée.



L’ouverture numérique


Comme ouverture numériques (n.a.) de la fibre optique le sinus de l'angle limite est défini. Elle est ainsi une échelle de combien l'angle d'incidence maximal peut être sur la surface extérieure, de sorte que la lumière dans la fibre optique est encore conduite. La lumière qui entre sous des angles trop grands sur la surface extérieure de la fibre, devient dans la fibre optique sans d’être réfléchis totales , mais arrive dans la couche et est soumis à une absorption forte. L’ouverture numérique est une dimension cruciale pour la couplage de la lumière dans la fibre optique et lors du raccord des fibres optiques. Elle est influencée par les différences entre les indices de réfraction du cœur et de la couche du cœur...
Les ouvertures numériques typiques pour les fibres de verre livrées par nous sont 0.22 et 0.56.


Aperture numérique typique [<br>]



Connecteurs pour les fibres optiques


Il existe nombre de connecteurs pour la fibre optique. Les plus répandus sont les connecteurs ST et SC . Pour les réseaux FDDI, on utilise les connecteurs doubles MIC .
Il faut encore citer les connecteurs SMA (à visser) et les connecteurs FCPC utilisés pour la fibre monomode.
Les fibres optiques offertes par nous sont différemment configurables au raccordement à votre appareil d'analyse optique. Nous offrons conformément aux normes les fibres de verre avec des connecteurs SMA. Si votre système devrait une autre prévision p. ex. nous pouvons nécessiter ST ou FC-PC celui-ci conformément à vos indications prendre en considération.



L’effet de la solarisation


Les 2 diagrammes suivants vous montrent les courbes de transmission d'une fibre de verre UV ainsi que d'une fibre résistante contre l’effet de la solarisation.


400µm fibre optique UV sans protection

Fibre optique 100 µm résistante contre l’effet de la solarisation


En savoir plus sur ce thème veuillez cliquer sur notre application forum, veuillez trouver là une discussion avec Monsieur Klein, professeur à l’université Giessen.



Fibres optiques pour le vide


Dans quelques applications, il se rend nécessaire de conduire les fibres par un vide . Nous offrons les fibres spéciales qui n'influencent pas le vide par des exhalaisons, et des passages de vide spéciaux sont également disponible.