Capteur d'indice de réfraction
Réalisation du capteur
Dans cette partie, nous avons réfléchi à un dispositif afin d'immerger la fibre multimode dans le liquide dont nous voulons connaître l'indice de réfraction, en évitant d'avoir des courbures, en la maintenant droite pour éviter les pertes comme nous l'avons constaté dans la partie Caractérisation. Ensuite nous nous sommes interrogés sur la forme et le volume du récipient qui contiendra le liquide dont on souhaite mesurer l'indice de réfraction, et dans lequel nous immergerons la fibre et son support pour effectuer des mesures avec ce dispositif.
Support de la fibre multimode
Nous avons rapidement pensé à une plaque en métal sur laquelle nous fixerions la fibre multimode en la maintenant droite. Le problème principal était de trouver un moyen pour la maintenir sur cette plaque. Nous avons commencé par fixer des lames de verre à chaque extrémité en les collant avec du ruban adhésif double face afin de surélever la fibre. Ensuite pour fixer la fibre nous avons essayé plusieurs choses ; du ruban adhésif classique mais celui-ci est peu résistant surtout lorsqu'on le trempe dans l'eau, il ne maintient pas la fibre droite et légerement tendue. Nous avons également essayé la colle, là-aussi ce fut peu satifaisant, celle-ci résiste plutôt bien à l'eau mais il est très difficile de maintenir la fibre avec une légère tension, afin qu'elle ne touche pas la plaque en métal. Nous avons finalement trouvé une solution satisfaisante, qui est le ruban adhésif double face, beaucoup plus résistant il nous a permis de maintenir la fibre droite légèrement tendue sans qu'elle entre en contact avec la plaque métallique.
Figure 1 : Image du support de la fibre multimode (partie sensible du capteur)
Choix du récipient et mesures
Nous avons choisi pour tremper le support et la fibre une boîte de Pétri ronde de grand diamètre. Tout d'abord nous avons soudé une nouvelle fibre multimode toujours une fibre FTest mais de longueur différente, ici (62 ± 2) mm. Le nouveau montage est le suivant :
Figure 2 : Schéma du montage réalisé
Nous effectuons plusieurs mesures du spectre ; une première avec l'ancien montage avec la fibre droite et légérement tendue. Puis nous mettons en place le montage (figure 2), et effectuons une mesure avec le support et la fibre dans la boîte de Pétri à l'air (sans liquide) et nous faisons une mesure en immergeant la fibre et son support dans l'eau.
Nous avons donc les spectres suivants :
Figure 3 : Spectre de l'intensité (dB) en fonction de la longueur d'onde (nm) support classique (1) et boite de Pétri vide (2) remplie d'eau (3)
La courbe 1 est mesurée sur le support "classique" où la fibre est droite et tendue légérement sans courbures trop importantes. La courbe 2 est présente sur les deux graphiques, et correspond au montage de la figure 3, c'est-à-dire avec la boîte de Pétri vide sans liquide. La boîte de Pétri inflige de fortes courbures aux fibres monomodes de chaque coté, du fait de son diamètre qui est à peine plus grand que le support. Nous avions vu que les courbures provoquent des pertes et font donc baisser le pic. Nous le voyons très bien sur le graphique de gauche (figure 3), la pic de la courbe 2 a baissé par rapport au pic de la courbe 1 ceci étant dû aux courbures dans la boîte de Pétri.
Sur le graphique de droite, nous avons toujours la courbe correspondant au support dans la boîte de Pétri vide (courbe 2), et nous avons en 3 la courbe lorsqu'on a rajouté de l'eau dans la boite de Pétri. Comme attendu en rajoutant de l'eau nous augmentons l'indice de réfraction (1 à 1,33). Cette augmentation a pour effet comme nous l'avons constaté dans les simulations de décaler le pic vers la droite comme nous pouvons le voir sur le graphique de droite de la figure 3.
Conclusion sur cette partie
Au vu des expériences menées, le support avec le ruban adhésif pour fixer la fibre est la meilleure solution trouvée. La boîte de Pétri inflige de trop grandes courbures, qui entraînent des pertes trop importantes. Nous devons trouver un autre récipient plus grand pour diminuer ces courbure et par conséquent diminuer les pertes.
