Détection par fibre optique polarisée passive : solutions OFDR fiables et rentables

La réflectométrie par domaine de fréquence optique (OFDR) par fibre optique est établie comme hautement bénéfique pour la surveillance multipoint simultanée en direct dans de nombreux domaines. Une faiblesse critique des méthodologies de détection par fibre optique interférométrique est leur sensibilité aux erreurs provenant d'influences externes introduisant de la biréfringence dans la lumière laser polarisée. Actuellement, cela peut être atténué par un contrôle de polarisation actif, mais le matériel est coûteux et nécessite significativement plus de composants qui se multiplient en nombre et en coût à mesure que le nombre de capteurs augmente.

Les fibres de détection OFDR ont de nombreux points de détection le long de leur longueur et peuvent être configurées pour mesurer simultanément de nombreuses choses comme la déformation distribuée, la température et la présence chimique. L'OFDR non polarisé subit une distorsion de la polarité de la lumière laser aux connexions, composants, courbures, et particulièrement aux emplacements le long des fibres de détection où des facteurs environnementaux sévères peuvent affecter physiquement la structure cristalline de la fibre.

Nouveau système passif polarisé

Un nouveau système de détection par fibre optique polarisée passive a été développé, offrant les mêmes résultats qu'un système à polarisation active avec un surcoût matériel minimal, quelle que soit la capacité de détection. La technologie combine des algorithmes optiques et des composants disponibles commercialement pour permettre l'identification de divers états de polarisation (biréfringence) et filtrer les données pour cet effet de distorsion en créant un système de détection 100 % diversifié en polarisation. Le résultat est l'élimination des erreurs de mesure dues aux effets de polarisation dans le système de fibre optique. De plus, comme la technologie peut suivre avec précision les changements de polarisation le long d'une chaîne de capteurs, elle pourrait s'avérer utile pour de nouveaux types de capteurs comme la pression, la torsion et la flexion le long de la fibre de détection.

Principe : séparation en trois polarisations à 60°

Cette approche sépare le signal en trois polarisations à 60 degrés en utilisant un arrangement commercial de filtrage de polarisation à 3 axes. La lumière revenant d'une fibre de détection est divisée en trois parts égales et chaque tiers du retour est filtré linéairement avant d'être converti optoélectroniquement et amplifié. Les filtres linéaires sur les trois sorties du diviseur sont positionnés à 0°, 60° et 120° par rapport à la section transversale des fibres émergent du diviseur. L'information des trois signaux est traitée pour fournir une compréhension approfondie des effets biréfringents tout au long de la longueur du capteur.

Cette technique offre les mêmes avantages que le contrôle de polarisation actif avec très peu de changement au matériel antérieur des systèmes OFDR traditionnels. Le matériel utilisé pour implémenter la nouvelle approche est moins coûteux qu'un système OFDR implémentant un contrôle de polarisation actif car des composants passifs, non polarisés, moins chers obtiennent les mêmes résultats.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le service des licences de la NASA à cet email protégé ou appeler au 202-358-7432 pour initier des discussions de licence. Suivez ce lien pour plus d'informations.