Notre expertise en fusion et étirage de la fibre optique est au cœur du succès de Castor Optique. Ce processus précis nous permet de créer des composants en fibre optique hautement spécialisés qui garantissent des pertes optiques minimales et une sensibilité maximale, même dans des conditions de faible intensité et de bruit élevé. En exploitant cette technique, nous aidons les ingénieurs et les scientifiques à repousser les limites des systèmes de détection, en garantissant que chaque photon soit collecté.
Qu'est-ce qu'un processus de fusion et étirage?
La technique de fusion-étirage consiste à positionner avec précision deux ou plusieurs fibres optiques dans une configuration spécifique, puis à les chauffer et à les étirer pour obtenir la fonction de transfert souhaitée. Les propriétés optiques de cette structure (comment se comporte la lumière lorsqu’elle se propage vers la sortie) sont principalement influencées par le degré de fusion, le profil de la fibre étirée (pente) et l’alignement de chaque cœur des fibres par rapport aux autres. Un contrôle minutieux de ces paramètres permet d’obtenir des coupleurs aux performances supérieures à celles des technologies alternatives.
Issu d’un transfert technologique du Laboratoire des Fibres Optiques de Polytechnique Montréal [1] il y a plus de 10 ans, Castor a continuellement affiné son expertise dans la fabrication de coupleurs en fibres optiques. De nouvelles géométries de fibres et de nouveaux procédés sont développés pour créer des coupleurs de plus en plus sophistiqués et performants.
Un éventail de configurations possibles
Des types de fibres variés
Castor est spécialisé dans la fabrication de coupleurs asymétriques qui utilisent différents types de fibres optiques. Les fibres monomodes propagent un mode fondamental gaussien à travers un petit cœur, avec un diamètre généralement de 2 à 11 microns, selon la longueur d'onde d'utilisation. En revanche, les fibres multimodes ont des cœurs beaucoup plus large, de 50 à des centaines de microns de diamètre, et propagent la lumière dans des milliers de modes, ce qui se traduit par une distribution de puissance uniforme spatialement. Le produit phare de Castor a été développé autour de la fibre à double gaine (DCF), qui intègre les avantages des deux types de fibres décrits précédemment : un cœur monomode entouré d'une gaine interne multimode. L'expertise de Castor réside dans la combinaison de ces types de fibres dans des coupleurs hautement performants.
Quel est l'avantage pour une détection ultra sensible?
L’objectif principal de Castor lors de la conception de nouveaux produits est toujours de maximiser les efficacités de transfert et de transmission, ce qui aura un impact direct sur le rapport signal sur bruit (SNR) d’un signal détecté. Cela est réalisé en minimisant les pertes d’insertion et les pertes excédentaires (excess loss). De plus, toutes nos configurations sont optimisées pour atteindre les performances de perte de retour (return loss) les plus élevées, réduisant ainsi le niveau de bruit. Cette optimisation sur les deux fronts, combinée aux conseils de nos experts, permet aux coupleurs Castor d’améliorer considérablement le SNR des systèmes de détection dans lesquels ils sont intégrés. Castor a développé une expertise de haut calibre pour rendre cette réalisation possible. Découvrez ci-dessous notre formule de réussite.
Respecter le critère d'adiabadicité
Un paramètre de fabrication critique que nous optimisons chez Castor est l'adiabaticité des structures fusionnées et étirées. Lorsque le processus est adiabatique, aucune énergie du cœur n'est transférée à la gaine, donnant ainsi une structure avec des pertes minimales. Pour respecter ce critère, les types de fibres et les paramètres de fabrication doivent être soigneusement choisis pour obtenir une structure avec le bon degré de fusion, la bonne pente et un alignement adéquat des fibres.
Conserver l'étendue
L'étendue fait référence à l'étendue optique d'un faisceau en termes de surface et d'angle. Pour les fibres optiques, elle est définie comme le produit de la surface de la fibre et de l'ouverture numérique (NA) au carré. Le principe de conservation de l'étendue permet de conserver la puissance optique dans un système, ce qui se traduit par des pertes minimales. Chez Castor, nous exploitons ce concept dans la fabrication de nos coupleurs en fibre à double gaine [2] et de nos circulateurs multimodes, ce qui nous permet d'améliorer le transfert de lumière et les performances globales.
Contrôler les sources de bruit
Les pertes de retour (return loss) proviennent principalement des rétro-réflexions aux interfaces fibre-air et contribuent au bruit de fond. Nos produits exploitent différentes stratégies pour réduire et gérer ces rétro-réflexions. Nous avons développé des solutions spécialisées pour les fibres monomodes et multimodes, notamment des terminaisons à perte de retour élevée pour les ports inutilisés et des connecteurs à perte de retour élevée pour le port échantillon.
Indicateurs principaux
Perte d'insertion (Insertion loss) : quantité de signal perdu d'un port d'un coupleur à un autre, mesurée par rapport à la propagation du signal dans la même fibre optique sans le coupleur (c'est-à-dire une longueur de fibre équivalente).
Perte excédentaire (Excess loss) : quantité totale de signal perdu du port d'entrée vers tous les ports de sortie d'un coupleur, mesurée par rapport à la puissance du signal incidente.
Perte de retour (Return loss) : proportion de lumière rétro-réfléchie vers le port d'entrée pour un port donné, mesurée par rapport à la puissance du signal incidente à ce port.
Références
1. Lacroix, S., N. Godbout, and X. Daxhelet. "Optical fiber components: design and applications of fused biconical tapered components." Optical fiber components: design and applications (2006).
2. Wendy-Julie Madore, Etienne De Montigny, Olivier Ouellette, Simon Lemire-Renaud, Mikael Leduc, Xavier Daxhelet, Nicolas Godbout, and Caroline Boudoux, "Asymmetric double-clad fiber couplers for endoscopy," Opt. Lett. 38, 4514-4517 (2013).