Une équipe de recherche de l'Université de Shanghai a mis au point un microphone tout-fibre optique ultrafin capable de détecter des fréquences ultrasonores allant de 40 kHz à 1,6 MHz. Ce capteur acoustique à fibre optique, entièrement constitué de silice et d'un diamètre de seulement 125 micromètres, présente un potentiel d'application dans des environnements extrêmes.
La conception de ce capteur acoustique à fibre optique repose sur l'effet photoélastique, qui permet de convertir les vibrations mécaniques en variations de signaux optiques. L'équipe de recherche a intégré à l'intérieur d'une fibre optique monomode une membrane sensible aux vibrations et une micro-poutre de verre, formant ainsi une structure d'interféromètre Fabry-Pérot miniature. Cette conception unique d'auto-encapsulation lui permet d'être déployé dans des environnements à haute température ou soumis à de fortes interférences électromagnétiques sans nécessiter de protection supplémentaire. Zhang Xiaobei, membre de l'équipe, a déclaré : « Notre microphone tout-fibre optique peut fonctionner normalement dans des environnements hostiles, totalement à l'abri des interférences électromagnétiques, tout en étant suffisamment sensible pour capter les signaux d'alerte précoces subtils d'une défaillance d'équipement. »
Pour vérifier ses performances, les chercheurs ont placé le capteur dans un environnement à 1000 degrés Celsius pendant 100 minutes, et la transmission du signal est restée stable. Les expériences ont également confirmé la capacité de l'appareil à détecter les ondes acoustiques sur une large bande de fréquences, à la fois dans l'air et sous l'eau. Cette avancée offre une nouvelle solution pour résoudre les défis de surveillance de l'état à l'intérieur des équipements électriques haute tension. Zhang Xiaobei a ajouté : « Notre microphone tout-fibre optique peut être placé directement à l'intérieur d'un transformateur de tension pour écouter en temps réel les minuscules étincelles internes, prévenant ainsi les pannes de courant ou les explosions, et garantissant la sécurité de l'alimentation électrique. »
À l'avenir, l'équipe de recherche prévoit d'améliorer encore la sensibilité et les performances mécaniques de ce capteur acoustique à fibre optique, notamment par l'intégration de métamatériaux acoustiques, afin de promouvoir son application pratique dans des domaines tels que la surveillance industrielle et l'imagerie médicale.
Plus d'informations : Auteurs : Dechun Dan et al., Titre : « Un microphone tout-fibre optique à large bande basé sur une structure de micro-poutre et de diaphragme », Publié dans : Optics Express (2026). Informations sur la revue : « Optics Express »
