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Fiber optic sensors: a technological leap thanks to quantum photon counting

Researchers at FEMTO-ST have extended the range of fiber-optic temperature sensors to 150 kilometers, using photonic detection technology derived from quantum physics.

Real-time monitoring of energy networks, particularly offshore wind farms, increasingly relies on distributed fiber optic temperature sensors. These sensors use a pulsed laser injected into an optical fiber, causing temperature-related backscattering of light through a phenomenon known as Brillouin scattering. By analyzing the frequency variations of this scattered light, it is possible to map the temperature along the entire length of the optical fiber.

However, this technology has until now come up against a range limit, generally set at 80 km for commercial systems, due to optical losses and electronic noise in the detectors.

Recent work carried out at FEMTO-ST in collaboration with the Swiss company Omnisens (Prysmian Group) has made it possible to extend this limit to 150 km without intermediate optical amplification. This was achieved by using Single Photon Avalanche Detectors (SPAD), capable of counting photons with extremely low noise. By combining this technology with optimized measurement time, the researchers achieved a spatial resolution of 20 meters over the entire distance, in just one hour of measurement.

An analytical model developed from these experiments suggests that the range could be further extended to 200 km, which would be a new world record for this type of sensor.

This technological breakthrough, achieved as part of Maxime Romanet's thesis, is part of the cross-border INTERREG VI DISTANCE project, which brings together several Franco-Swiss players in photonics and energy monitoring. It also opens up promising prospects for other fields requiring high sensitivity, such as lidar systems and scientific imaging.

This work was published last February in the journal OPTICA : https://doi.org/10.1364/OPTICA.549392

Contact at FEMTO-ST : Jean-Charles BEUGNOT

 

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    Birgit STILLER, Doctorante au Département Optique, est lauréate du Prix A'Doc 2011 pour son article « Son et Lumière dans les fibres optiques microstructurées »

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    Organisée par FEMTO-ST, le Pôle des Microtechniques et Cap'Tronic, cette journée aura lieu le 5 juillet prochain et sera l'opportunité de rencontres et d'échanges entre académiques, industriels fabricants de produits micro-assemblés et offreurs de solutions de micro-assemblage.

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    Un consortium de chercheurs issus de l’Institut FEMTO-ST et l’Institut de Sciences et Matériaux de Mulhouse vient de publier un article dans Angewandte chemie international edition exposant leur capacité à organiser des molécules sur une surface semiconductrice avec une précision atomique.

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    C'est au côté de Crystal Device Technology, une des start-ups issues de son Département d'Optique que FEMTO-ST participera du 23 au 26 mai sur le pavillon France au plus important salon international du domaine de la photonique

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    FEMTO-ST sera présent les 13 et 14 avril prochain sur le stand 525 au salon de l'instrumentation médicale "MEDTEC France" qui se tient à Besançon (Parc des expositions de Micropolis)

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    FEMTO-ST et UTINAM font partie des cents projets de LABoratoires d’Excellence (LABEX)retenus dans le cadre du grand emprunt. Ce projet de réseau thématique pour la recherche,l’innovation, la formation, les services et le transfert en Temps-Fréquence (FIRST-TF) est porté par le
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  • Un article de Michel planat sélectionné par le Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

    Les travaux de Michel Planat sur le "calcul quantique par l'hypothèse de Riemann" ont été sélectionnés pour affichage sur le site du Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical accessible à l'adresse http://iopscience.iop.org/1751-8121/labtalk-article/45421. Cette brève est fondée sur un article récent de Michel paru dans ce journal.

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    Michel Planat's Insights news article "Quantum computing with Riemann hypothesis" is now available on the journal's website and can be viewed at http://iopscience.iop.org/1751-8121/labtalk-article/45421. This news article is based on the recent paper published by the Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical.

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