L'institut
Actualité de FEMTO-ST

Vous êtes ici

Un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques

Des chercheurs de l'institut Femto-ST , en collaboration avec des collègues du Laboratoire Charles Fabry (CNRS/Institut d'Optique Graduate School) viennent de découvrir un nouveau mode de diffusion de la lumière dans de minuscules fibres optiques 50 fois plus fines qu'un cheveu ! Ce phénomène, qui varie selon l'environnement de la fibre, pourrait être exploité pour concevoir des capteurs innovants et ultra-sensibles. Ces travaux sont publiés le 24 octobre 2014 dans la revue Nature Communications.

Les microfibres optiques sont des fibres de verre effilées 50 fois plus fines qu'un cheveu, au diamètre proche voire inférieur au micromètre (un millième de millimètre). Pour produire ces minuscules objets, des chercheurs du Laboratoire Charles Fabry ont chauffé et étiré des fibres optiques utilisées pour les télécommunications et mesurant 125 micromètres de diamètre. La suite de l'étude s'est déroulée à l'institut Femto-ST, à Besançon. En injectant un faisceau laser dans ces fines mèches de verre, des chercheurs du CNRS ont observé, pour la première fois, un nouveau mode de diffusion Brillouin de la lumière, impliquant des ondes acoustiques de surface. Cette découverte a ensuite été confirmée par une simulation informatique, qui a permis de vérifier 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 y est extrêmement confinée. Sur son trajet, la lumière fait vibrer de manière infime le matériau, déplaçant la matière de quelques nanomètres (ou millionièmes de millimètre). Cette déformation se manifeste par une onde acoustique qui se déplace à la surface de la fibre à 3 400 mètres par seconde, d'après les résultats des chercheurs. L'onde agit en retour sur la propagation de la lumière : une partie du rayonnement lumineux est renvoyée en sens inverse et avec une longueur d'onde différente.

Ce phénomène n'avait jamais été observé jusqu'ici, car il se produit uniquement lorsque la lumière est confinée dans une fibre plus fine que sa longueur d'onde. En effet, dans une fibre optique standard, la lumière se propage essentiellement dans le cœur de la fibre (d'un diamètre de 10 micromètres). Par conséquent, elle ne génère pas d'ondes de surface.

Comme elles se déplacent à la surface des microfibres, 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. Cela ouvre la voie à la conception de capteurs optiques4 très sensibles et très compacts pour l'industrie. Ces résultats contribuent également à approfondir nos connaissances sur les interactions fondamentales entre la lumière et le son, à l'échelle de l'infiniment petit.

Consultez le site web : Nature Communications

Source : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3781.htm

Voir reportage TV :

Voir reportage France 3 Franche-Comté

Voir vidéos :

See video report on Photonics.com

vidéo UFC

Ecouter les émissions radio :

Émission France bleu du 1er novembre

Émission France bleu du 2 novembre

Chronique science- France culture du 2 novembre

Chronique RCF du 17novembre

faisceau laser

faisceau laser

Un faisceau laser (émettant à la longueur d'onde de 600 nanomètres) est guidé dans une microfibre optique.

faisceau rouge

faisceau rouge

Un faisceau laser rouge (hélium-néon) passe dans une microfibre optique dont le diamètre fait un micromètre. La fibre est encapsulée dans un système étanche, pour éviter qu'elle s'oxyde ou casse. (© T. Sylvestre - FEMTO-ST)

  • Projet RÉESPIRATION : Quand l’art respire au rythme de la science et de la médecine

    Une œuvre d’art interactive née d’un dialogue inédit entre artistes, soignants et chercheurs pour sensibiliser à la respiration et son pouvoir d’apaisement

    Lire la suite
  • Capteurs à fibre optique : un bond technologique grâce aux technologies quantiques de comptage de photons

    Des chercheurs de FEMTO-ST ont démontré l'augmentation de la portée des capteurs de température à fibres optiques à 150 km grâce à une technologie de détection photonique innovante.

    Lire la suite
  • Détecter les polluants issus des hydrocarbures dans les eaux souterraines

    Un enjeu environnemental et sanitaire majeur relevé par des chercheurs de FEMTO-ST en lien avec TotalEnergies

    Lire la suite
  • 3 chaires de professeur junior (CPJ) à pourvoir à FEMTO-ST

    Dans 3 de ses axes stratégiques prioritaires de recherche : micro-nanotechnologies, intelligence artificielle et développement durable.

    Lire la suite
  • FEMTO-ST s'implique du 19 au 21 Mai à Pint of Science Festival

    De nombreux chercheurs de l’institut se mobilisent à Besançon et à Belfort  à l’occasion de la 11ème édition du festival international de vulgarisation scientifique sur des thématiques variées : optique, robotique, IA... Inscrivez-vous pour décou

    Lire la suite
  • FEMTO-ST lance son accompagnement pour le dépôt des bourses post-doctorales MSCA-PF

    Le Boostcamp, une formation intensive de 2 jours pour accompagner les chercheurs internationaux dans leur candidature à la bourse postdoctorale Marie Skłodowska-Curie 2025.

    Lire la suite
  • L’intelligence artificielle au service de la collecte de données agricoles

    Le projet ANR OCOD combine capteurs intelligents, drones et optimisation pour la collecte de données dans des environnements naturels contraints.

    Lire la suite
  • Un projet européen pour la prévention des déchirures du périnée

    PELVITRACK propose un outil prédictif aux praticiens dans le cadre d’un consortium européen interdisciplinaire impliquant FEMTO-ST.

    Lire la suite
  • 12 postes d’enseignants-chercheurs à pourvoir à FEMTO-ST

    Informatique, Génie informatique - automatique et traitement du signal, Génie Civil - Physique et Energétique du bâtiment, mécanique – génie mécanique.

    Lire la suite
  • Prix du Best Paper à BIOSTEC 2025

    Les travaux de Ouassim Boukhennoufa et son équipe combinent IA et optimisation d’images en médecine nucléaire pour une détection plus précise et précoce des anomalies parathyroïdiennes.

    Lire la suite

Pages