La recherche sur l'amélioration des fibres optiques est essentielle pour permettre des progrès dans de nombreuses applications photoniques. Elle permettrait notamment d'améliorer les performances d'Internet, qui repose fortement sur les fibres optiques pour la transmission des données, et dont la technologie actuelle commence à atteindre ses limites.

Une petite partie de la lumière émise dans une fibre optique est réfléchie lors de sa propagation ; ce phénomène est appelé rétrodiffusion. Cette rétrodiffusion est généralement indésirable car elle atténue les signaux se propageant dans la fibre optique et limite les performances de nombreux dispositifs à fibre optique, tels que les gyroscopes à fibre optique utilisés dans les avions, les sous-marins et les engins spatiaux.

Cependant, la capacité de mesurer la rétrodiffusion de manière fiable et précise peut être utile dans d'autres cas, comme la caractérisation des câbles à fibres optiques installés, où la rétrodiffusion est utilisée pour surveiller l'état d'un câble et identifier l'emplacement de toute rupture le long de sa longueur.

La dernière génération de fibres creuses antirésonantes sans nodules (NANF), mise au point par le programme de recherche LightPipe dirigé par Southampton et appliquée à de nouveaux domaines d'application dans le cadre du programme Airguide Photonics, présente une rétrodiffusion si faible qu'elle n'avait pas pu être mesurée jusqu'à présent.

Pour résoudre ce problème, des chercheurs du Centre de recherche en optoélectronique (ORC) de l'Université de Southampton se sont associés à des collègues du Centre d'optique, de photonique et de lasers (COPL) de l'Université Québec Laval, qui se spécialisent dans la recherche sur l'instrumentation optique à haute sensibilité.

Ils ont mis au point un instrument qui a permis à l'équipe de mesurer de manière fiable les signaux rétrodiffusés extrêmement faibles dans les fibres à cœur creux les plus récentes fabriquées par ORC, confirmant que la dispersion est plus de quatre ordres de grandeur inférieure à celle des fibres standard, conformément aux prévisions théoriques.

Le professeur Radan Slavik, directeur du groupe des signaux optiques cohérents à l'ORC, déclare : « J'ai la chance de travailler à l'ORC, où les recherches de pointe menées depuis de nombreuses années par mes collègues concepteurs et fabricants ont permis de créer les fibres à cœur creux les plus longues et présentant les plus faibles pertes jamais réalisées. Mes travaux portent sur la mesure des propriétés uniques de ces fibres, une tâche souvent complexe qui nécessite des collaborations avec des groupes de mesure de renommée mondiale, comme le National Physical Laboratory du Royaume-Uni, et des groupes d'instrumentation, comme l'Université Laval. ».

Le Dr Eric Numkam Fokoua, qui a réalisé l'analyse théorique à l'ORC pour étayer ces résultats, déclare : « La confirmation expérimentale de notre prédiction théorique selon laquelle la rétrodiffusion est 10 000 fois plus faible dans nos fibres creuses les plus récentes que dans les fibres tout en verre standard démontre leur supériorité pour de nombreuses applications de fibres optiques.

« De plus, la capacité à mesurer des niveaux de rétrodiffusion aussi faibles est fondamentale pour le développement même de la technologie des fibres creuses, car elle constitue un élément essentiel pour la détection des défauts distribués dans les fibres et câbles creux fabriqués, et donc pour l'amélioration de leurs procédés de fabrication. La technologie actuelle n'est tout simplement pas assez sensible pour fonctionner avec ces nouvelles fibres révolutionnaires, et ces travaux apportent une solution à ce problème. ».