EXAMEN
Récemment, l'Institut fédéral suisse de technologie de Lausanne chercheurs a proposé une nouvelle méthode, en utilisant des matériaux de fibres autour.
fond
Fibre, dans l'impression de la plupart des gens, principalement comme un moyen de transmission d'informations dans un réseau de communication, applicable aux systèmes de communications optiques longue distance. En général, il est une fibre de verre ou de plastique.
(Source: Wikipedia)
Cependant, contrairement à la grande surprise de beaucoup de gens, la fibre a aussi un but très important: un capteur. En fait, le principe très simple: un milieu de transmission à fibre optique est une onde lumineuse lorsque l'onde lumineuse transmise dans la fibre optique, des facteurs externes: la modification (par exemple la température, la pression, la contrainte, la vibration, le son, le champ magnétique, etc.) entraînera les caractéristiques optiques des ondes lumineuses (par exemple, : variation de l'amplitude, la phase, la polarisation, longueur d'onde, etc.). Ainsi, la fibre optique peut être utilisé pour mesurer le sens et des changements physiques, même par rapport à la « neurones artificiels. »
les applications de la technologie des fibres de capteur optique est très large, par exemple: la construction de la surveillance, telles que le suivi de la question des structures de pont, les fuites dans les pipelines, les glissements de chemin de fer, pour des applications aéronautiques, telles que l'aile de l'aéronef état perçu, car biomédicale l'art, par exemple, le cancer du sein détecté le changement de température, dispositif portable pour l'art intelligent textile, tels que la détection de la santé humaine et le diagnostic précoce de la maladie.
Ensuite, regardons le passé, j'ai présenté les deux cas classique ensemble:
1) suisse et chercheurs espagnols ont développé un système de capteur à fibre optique distribué allant jusqu'à 10 km, peut détecter la température change 1.000.000 de points ou de la souche.
(Source: Duncan Rawlinson, Alejandro Dominguez-Lopez)
2) équipe de l'Université du Tohoku a mis au point un capteur à faible coût, qui utilise le gaz sensible à la conduction de fibres creuses de surveillance des concentrations de faible respiration humaine de marqueurs biologiques, il a ouvert une nouvelle voie pour l'avenir de la recherche en santé non invasive.
(Source: Université du Nord-Est)
innovation
Récemment, EPFL (EPFL) Les chercheurs proposent une nouvelle méthode, pour générer facilement une onde acoustique à l'aide d'un faisceau lumineux à l'intérieur d'une fibre optique, de sorte qu'ils puissent identifier la fibre est en contact avec un liquide ou un solide.
(Source: Alain Herzog / EPFL)
EPFL Institute of Technology dirigé par le professeur Luc fibre optique Thévenaz Group (GFO) a dirigé l'étude, les articles pertinents publiés dans le magazine "Nature Communications (Nature Communications)".
L'utilisation des ondes sonores dans l'idée de la fibre est à l'origine des partenaires de l'équipe: les chercheurs de l'Université Bar-Ilan en Israël. Ils ont ensuite lancé un projet de recherche conjoint.
technologie
Cette fibre est en verre, une largeur ne dépassant pas brin de cheveux. Il transmet la lumière en fonction de quatre paramètres: l'intensité, la phase, la polarisation, longueur d'onde, produire un changement correspondant. Lorsque la fibre est étirée ou des changements de température, ces paramètres vont changer, comme la fibre optique comme capteur, capable de détecter des fissures ou des anomalies structurelles de température. Mais jusqu'à présent, dans le cas de laisser la lumière de la fibre optique (c.-à ne pas interférer avec le chemin de propagation de la lumière), les scientifiques ne peuvent toujours pas déterminer la situation autour de la fibre optique se passe.
EPFL développé mode de réalisation utilise des ondes acoustiques générées à l'intérieur de la fibre. Cette onde de fréquence ultra-haute, la paroi de la fibre, le rebond régulier. ondes acoustiques en fonction du matériau de contact, dans des positions différentes, sont aussi différents échos. Lorsque le faisceau de lumière sort de la fibre, cet écho peut laisser des marques sur la lumière de lecture, ce qui reflète l'environnement autour de la fibre. Cette notation est très faible, à peine interfère avec la lumière qui se propage à l'intérieur de la fibre optique. Cette méthode peut percevoir ce qui se passe autour de la condition de la fibre optique, tout en transmettant la lumière à partir des informations.
(Source: Référence [2])
(Source: Référence [2])
valeur
Les chercheurs ont leur fibre immergé dans l'eau, suivie par l'alcool, puis à l'air libre. A chaque fois, leurs systèmes peut distinguer avec précision entre les changements dans l'environnement. Thévenaz a déclaré: « Notre technique peut être utilisée pour détecter la densité de fuite et de la salinité, et le liquide en contact avec la fibre très applications potentielles .. »
(Source: Desmond Chow / EPFL)
Un mode de réalisation simple peut être basée sur la détection d'un changement dans l'environnement environnant. Thévenaz a expliqué: .. « est généré pour chaque onde de pouls a un léger intervalle de temps de retard que le faisceau lumineux se reflète dans l'heure d'arrivée s'il y a toute interférence le long du chemin, nous ne pouvons pas seulement savoir ce qu'ils sont, peuvent également déterminer leur position maintenant, nous pouvons localiser une perturbation dans la plage d'environ quelques dizaines de mètres, mais nous devrons améliorer la précision d'un mètre des moyens techniques ".
mot-clé
Capteurs optiques, sonores
Documents de référence
[1] https://actu.epfl.ch/news/optical-fibers-that-can-feel-the-materials-around-/
[2] Desmond M. Chow, Zhisheng Yang, Marcelo A. Soto, Luc Thévenaz. sur la base de récupération de phase de lumière locale distribué capteur Brillouin avant . Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038 / s41467-018-05410-2
