• Ingénierie: un nouveau mode de diffusion de la lumière a été mis en évidence dans de minuscules fibres optiques 50 fois plus fines qu'un cheveu!____201410

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Brillouin light scattering from surface acoustic waves in a subwavelength-diameter optical fibre» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de mettre en évidence un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques 50 fois plus fines qu'un cheveu.

     

    Les microfibres optiques employées sont des fibres de verre effilées «au diamètre proche voire inférieur au micromètre (un millième de millimètre)». Pour les produire «des fibres optiques utilisées pour les télécommunications et mesurant 125 micromètres de diamètre» ont été chauffées et étirées.

     

    L'injection d'un faisceau laser dans ces fines mèches de verre a fait apparaître, pour la première fois, ce nouveau mode de diffusion Brillouin de la lumière (c'est-à-dire une diffusion 'inélastique' de la lumière par les ondes acoustiques du milieu) impliquant des ondes acoustiques de surface: ce qui revient à dire que «les propriétés du milieu modifient le trajet des ondes lumineuses ainsi que leur longueur d'onde».

     

     

    Une simulation informatique a ensuite confirmé cette découverte en montrant le mécanisme physique en jeu: «comme le diamètre des fibres utilisées est inférieur à la longueur d'onde de la lumière utilisée (1,5 micromètre, dans l'infrarouge)», celle-ci, en raison de son confinement fait vibrer, sur son trajet, «de manière infime le matériau, déplaçant la matière de quelques nanomètres (ou millionièmes de millimètre)».

     

     

    La déformation est manifestée «par une onde acoustique qui se déplace à la surface de la fibre à 3 400 mètres par seconde» et cette onde «agit en retour sur la propagation de la lumière», de sorte qu'une partie du rayonnement lumineux «est renvoyée en sens inverse et avec une longueur d'onde différente».



    Comme ce phénomène ne peut s'observer que si «la lumière est confinée dans une fibre plus fine que sa longueur d'onde» et que «dans une fibre optique standard, la lumière se propage essentiellement dans le cœur de la fibre (d'un diamètre de 10 micromètres)» ne générant donc pas d'ondes de surface, cela explique qu'il n'avait jamais été observé jusqu'à présent.



    Ajoutons pour finir que cette découverte peut être exploitée par l'industrie dans le cadre de la conception de capteurs optiques très sensibles et très compacts du fait que «les ondes générées par le confinement de la lumière sont sensibles aux facteurs de l'environnement, tels que la température, la pression ou le gaz ambiant» puisqu'elles se déplacent à la surface des microfibres.

     

     


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