Technologie de la fibre optique

SCHOTT est l’un des principaux fabricants de fibres optiques depuis plus de 60 ans et joue un rôle clé dans l’éclairage et l’imagerie. Qu'il s'agisse de guider la lumière et les images dans un coin, hors d'un espace restreint ou loin d'une zone chaude, sombre ou tout aussi difficile, la fibre optique est au cœur des technologies les plus avancées au monde.
Que sont les fibres optiques de verre ?

Que sont les fibres optiques de verre?

La fibre de verre est au cœur de toutes les technologies de fibre optique. Ce matériau fin, flexible et transparent a un diamètre de la taille d’un cheveu humain. La lumière traverse le cœur des fibres optiques, pour être émise ou former des images à l’extrémité du faisceau de fibres.

Cette transmission est rendue possible grâce à deux matériaux ayant des indices de réfraction différents. Les fibres de verre sont composées d’un noyau ayant un indice de réfraction élevé et d’un revêtement ayant un indice de réfraction faible. Selon le principe de la réflexion interne totale, lorsque la lumière atteint la limite entre le noyau et le revêtement sous l’angle limite, elle est réfléchie et transportée le long de la fibre jusqu'à l’extrémité.

Illustration of how a glass optical fiber light guide transfers light

Guides lumineux

Les guides lumineux transportent la lumière de bout en bout. La disposition des fibres SCHOTT peut être aléatoire afin de créer un éclairage homogène.

Illustration of how a glass optical fiber image guide transfers an image of a sail boat

Guides d’images

Les guides d’images sont capables de transporter des images sur une longue distance et de les agrandir, de les réduire ou de les inverser. Chaque fibre contenue dans le guide d’image correspond à un seul pixel d’image, ce qui rend la disposition des fibres critique.

Objectif et fonction

Objectif et fonction

Les fibres optiques en verre sont capables de transmettre la lumière et les images sur de longues distances, dans des espaces étroits et dans des situations inhospitalières. Cette capacité a une vaste gamme d’utilisations, de l’examen dans le secteur des soins de santé à l’éclairage dans l’industrie aéronautique.

Les fibres de verre ne sont pas affectées par une série de facteurs environnementaux, tels que des températures élevées ou basses, et ne risquent pas les interférences électriques. Cela permet de les utiliser directement dans des environnements difficiles – par exemple, en découplant les appareils électroniques tels que les sources lumineuses, les capteurs ou les caméras du domaine d’application réel.
A SCHOTT employee with several glass optical fibers during the production process
Avantages
Types

Types de fibres optiques en verre

Les fibres optiques en verre peuvent être des guides flexibles ou rigides. Les guides de lumière ou d'image flexibles sont souvent plus longs que les guides rigides et sont normalement utilisés lorsque la cible se trouve dans un coin ou dans un espace étroit. Cela exige un niveau élevé de flexibilité et de mouvement.

Les guides rigides de lumière ou d'image sont constitués de faisceaux de fibres fusionnées. Les applications d'éclairage typiques comprennent les guides de lumière pour les équipements dentaires ou les endoscopes rigides. Pour les applications d’imagerie, ils sont utilisés pour créer une large gamme de cônes et de plaques frontales, qui peuvent transmettre des images agrandies, réduites ou inversées d’une surface d’entrée à une surface de sortie. Des variantes hybrides sont également disponibles.
Array of light and image guides based on glass optical fibers
Production

Comment sont produits les guides de fibre optique

SCHOTT fabrique non seulement la plupart des ébauches préformées nécessaires à la fabrication des fibres de verre, mais dispose également de ses propres installations d’enroulement et d'étirage des fibres. Cela nous permet de répondre aux exigences spécifiques des clients de manière très rapide et flexible.

Procédé de production

Étirage des fibres

Étirage des fibres

L'équipement d'étirage multifibres de SCHOTT est chargé de tiges de verre suspendues, qui sont chauffées à l'extrémité inférieure pour fusionner le noyau et le verre de revêtement. Cela crée une seule fibre de verre pour chaque système. Les fibres sont ensuite étirées vers le bas, la vitesse d'étirage déterminant le diamètre de la fibre. Pour les conducteurs d’image, le processus est répété à plusieurs reprises, avec plusieurs fibres collectées et rassemblées dans un processus multi-étirage.
Regroupement et extrusion de précision

Regroupement et extrusion de précision

a) Regroupement de précision

Plusieurs faisceaux primaires sont rassemblés pour former un faisceau de fibres final, la disposition des fibres dans des faisceaux flexibles étant généralement arbitraire. Pour certaines applications, il peut être nécessaire de disposer les fibres selon un schéma aléatoire (guide de lumière) ou spécifique (guide d’image).

b) Extrusion

Le faisceau de fibres final peut être gainé avec un polymère dans une ligne d’extrusion pour former un câble. Dans les processus d’assemblage ultérieurs, les faisceaux de fibres et les câbles sont coupés à la longueur requise par le client et équipés de manchons d’extrémité.

Extrémité

Extrémité

En fonction de l’application, un processus spécial a) de collage ou b) de fusion est utilisé pour fixer les faisceaux dans les manchons. Pendant la fusion à chaud, les extrémités du faisceau de fibres sont ramollies et serrées les unes contre les autres sous l'effet de la chaleur et de la pression, ce qui élimine les espaces entre les fibres individuelles et réduit le diamètre du faisceau. Cela augmente la quantité de fibres individuelles, ce qui confère aux faisceaux une transmission très élevée et une surface très dense. Comme aucun adhésif organique n’est nécessaire, les faisceaux peuvent résister à des températures très élevées.
Redéfinir et remodeler Redéfinir et remodeler Redéfinir et remodeler Redéfinir et remodeler
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Redéfinir et remodeler

Les tiges multibrins fabriquées à partir de nombreuses fibres peuvent être étirées en formes de cône, ou bien pliées ou torsadées pour obtenir des formes personnalisées. Ceci est particulièrement pertinent pour les guides rigides transformées en tiges, cônes, biseaux ou onduleurs.
Meulage et polissage

Meulage et polissage

Pour garantir la meilleure transmission possible de la lumière, les deux extrémités du faisceau de fibres sont rectifiées et polies pour obtenir une qualité optique. Alors que notre option standard est le polissage perpendiculaire à l’axe optique, le polissage courbe est également disponible pour des applications spéciales telles que les plaques frontales.
Contrôle de la qualité

Contrôle de la qualité

SCHOTT garantit une qualité constante et fiable des produits pour répondre aux exigences définies. Les mesures standard comprennent des mesures de performance optique selon la norme DIN 58141 Partie 1, Partie 2 et Partie 3, ainsi que des mesures optiques personnalisées en fonction des applications spécifiques.
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SCHOTT respecte rigoureusement les directives réglementaires strictes et détient un certain nombre de certificats d’assurance qualité, notamment pour les normes ISO-13485, 50001 et 9001/14001, ainsi que pour les normes ASD9100D et MIL-STAN-810G.

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Au cours des 60 dernières années, SCHOTT a développé et fourni des produits en fibres optiques de la plus haute qualité pour le marché de masse et des applications spécialisées dans des secteurs tels que ceux énumérés ci-dessous:

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