iXFiber - Fibre optique polarisante
Description
La fibre optique polarisante proposée dans le cadre de la vitrine de l’innovation 2013 a été conçue et développée par iXFiber en collaboration avec le LP2N (Laboratoire photonique, numérique et nanosciences) avec le soutien financier de la DGA (Direction générale de l’armement).
Elle est destinée au déport de faisceaux laser mono-fréquence et est optimisée pour transmettre simultanément les longueurs d’onde de transition des raies D2 du potassium (767 nm) et du rubidium (780 nm).
Elle a été développée pour la recherche sur les atomes froids où l’utilisation d’un laser mono-fréquence est nécessaire pour piéger les atomes. L’utilisation d’une fibre à maintien de polarisation (PM) classique pour réaliser le déport entre la source et le piège magnéto-optique se heurte à un problème de couplage de modes. Pour pallier ce problème, la solution consiste à remplacer la fibre à maintien de polarisation par une fibre polarisante pour laquelle le signal se propageant sur l’axe orthogonal est très fortement atténué (>30 dB).
Le développement de cette fibre repose sur l’optimisation du design de l’une des structures classiques des fibres PM, une fibre à gaine elliptique autour d’un cœur et d’une première gaine circulaire. L’optimisation de cette structure dans le but d’obtenir une fibre polarisante est basée sur la création d’un profil d’indice à fuite sur l’un des deux axes : le profil d’indice de réfraction en W. La longueur d’onde de fuite des deux modes de polarisation étant différente, la fibre offre une plage de longueurs d’onde sur laquelle se propage un seul des deux modes.
Après connectorisation, le produit se présente sous la forme d’une jarretière de fibre d’une longueur L connectorisée FC/APC.
Principales caractéristiques de la fibre seule :
- Longueur d’onde centrale : 775 nm
- Atténuation : 1 dB à 800 nm pour l’axe lent, 20 dB à 750 nm pour l’axe rapide
- Plage polarisante : 50 nm
- Atténuation < 0,01 dB/km
- Diamètre de champ de mode : 5 – 6,5 µm
- Ouverture numérique : 0,12
- Diamètre de fibre : 125 µm
Après connectorisation, le taux d’extinction de polarisation est supérieur à 30 dB à 767 et 780 nm.
Innovation apportée
Contrairement à une fibre optique à maintien de polarisation, il n’est plus nécessaire pour la fibre polarisante de corriger l’état de polarisation (le taux d’extinction de polarisation en sortie de fibre est supérieur à 30 dB pour toutes les longueurs supérieures à 5 mètres même très importantes). L’état de polarisation de sortie est connu et contrôlé.
Si le taux d’extinction de polarisation n’est pas suffisant, l’insertion d’un polariseur pour corriger l’état de polarisation entre la sortie de jarretière et le piège magnéto-optique est possible. Un seul des deux modes propres de polarisation peut se propager, il n’y aura donc pas d’interférence en sortie du polariseur : la puissance en sortie de fibre est ainsi très stable.
La fibre polarisante fonctionne droite. Aucune courbure n’est nécessaire pour obtenir le mécanisme à fuite : celui-ci est réalisé uniquement par le profil d’indice de la fibre.
La fibre polarisante est facilement manipulable grâce au travail réalisé sur le conditionnement.
Elle va permettre de réduire drastiquement la complexité expérimentale des systèmes à atomes froids.
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iXFiber est une société française de 30 employés basée à Lannion (Côtes d’Armor), spécialisée dans la conception, la fabrication et la commercialisation de fibres optiques spéciales et de composants optiques. Le mariage de ces deux technologies est un réel avantage permettant de proposer des solutions innovantes pour des marchés aussi divers que ceux des télécommunications, des lasers à fibre et des capteurs pour les domaines civil, industriel ou militaire. Depuis 2006 et la création de l’entreprise, les équipes d’iXFiber produisent et commercialisent notamment des fibres optiques à maintien de polarisation (PM - polarization-maintaining) utilisées dans les capteurs de courant et les gyromètres à fibre optique. Depuis 7 ans, ces marchés historiques ont permis à la société d’acquérir un réel savoir-faire dans la fabrication de tous types de fibre à maintien de polarisation (fibre à cœur elliptique, Bow-Tie, Panda et Tiger). Autour de ces quatre types de fibre, différents produits ont été développés (fibres faible et forte biréfringence, fibre torsadée,…) afin de satisfaire les besoins des clients et partenaires. C’est dans cette optique de collaboration et de progression continue de la société que s’inscrit la collaboration avec le LP2N (Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences) qui a permis de mettre au point la fibre polarisante présentée dans la Vitrine de l’innovation. |
