Etude d’un capteur de température intrinsèque à fibre optique

Abstract

Ce travail de thèse s'inscrit dans ce cadre général et vaste des capteurs de température à fibre optique Nous proposons et étudions théoriquement un capteur intrinsèque rapide de type Mach-Zehnder (MZ) à deux ondes, conçu à l'extrémité d'une fibre optique monomode unique en silice, avec une sensibilité adaptable à la plage de température considérée. La partie sensible est constituée d’une réduction du diamètre du cœur sur une très petite longueur « microguide ». Ce dernier se trouvant dépourvue de sa gaine optique originale de silice est enduit d'une fine couche de polymère de type Polydiméthylsiloxane (PDMS). Les interfaces entre les deux guides ainsi que la section distale du microguide forment les deux miroirs de l’interféromètre MZ. Dans cette étude, la méthode du spectre de rayonnement RSM et le logiciel COMSOL Multiphysics sont utilisés pour estimer rigoureusement la réponse optique. Le modèle thermo-optique numérique ainsi que les résultats obtenus sont présentés et discutés. La relation entre la température et le déphasage, tenant compte des variations de l'indice de réfraction effectif et de la dilatation thermique de la longueur du microguide, est examinée et analysée. On montre que le présent capteur est doté d’une grande sensibilité aux variations de température ainsi que d’un court temps de réponse, grâce au coefficient thermooptique élevé du PDMS qui constitue la gaine optique du microguide