Photodétecteurs accordables à base de cristaux liquides pour l'interrogation de capteurs ultrasoniques à fibres optiques à réseaux de Bragg – FBG-DETECT

Le projet FBG-DETECT vise à démontrer un nouveau système d'interrogation pour les capteurs optiques à réseau de Bragg (FBG) dédiés à la mesure d'ondes acoustiques pour la surveillance de l'état des structures (SHM). Les composants clés de ce système sont des photodiodes (PDs) accordables récemment démontrées grâce à une technique originale d'intégration de microcellules à cristal liquide (LC) en polymère sur des PDs en semiconducteurs III-V (InGaAs/InP). La bonne reproductibilité de l’accord spectral de ces dispositifs a été démontrée sur plus de 80 nm autour de 1550 nm avec une faible tension appliquée (8V).
L’équipe pluridisciplinaire du projet FBG-DETECT propose d'exploiter les propriétés uniques de ces composants pour suivre la position spectrale de FBGs à basse fréquence (dérive liée à la déformation de la structure à surveiller et/ou à de grandes variations thermiques), tandis que les mesures acoustiques seront effectuées à haute fréquence par convolution de la fonction de transfert des spectres respectifs des PDs et des capteur FBGs. Ceci permettra de réaliser des mesures multiplexées sur une seule ligne.
Pour répondre aux exigences du système, il est nécessaire d'améliorer les performances de ces composants (sensibilité, largeur de raie) et de faire évoluer leur technologie de fabrication. La technologie hybride utilisée jusqu'ici ne permet pas l’assemblage et le contrôle individuel des PDs dans un système multiplexé. Pour résoudre ces problèmes, nous optimiserons le design du dispositif et relèverons le défi de réaliser la première PD accordable à LC monolithique, en développant une méthode innovante de nano-structuration pour aligner les LC dans une microcellule III-V.
Les composants seront évalués pour la mesure des ultrasons, d'abord en configuration simple canal (génération hybride), puis multiplexée (génération monolithique), ce qui permettra la conception d’une instrumentation optique à faible coût pour la mesure acoustique en environnement sévère.