Collection de la lumière par les fibres optiques

On se rappelle de notre précédente publication que l'instrument devra mesurer deux plages spectrales, soit 400-450 nm et 700-750 nm. Les étudiants ont donc décidé qu'à chaque profondeur de 20 cm dans la neige, deux fibres optiques seront placées et reliées à chacune un filtre optique. La première fibre sera accolée à un filtre qui sélectionne les basses longueurs d'onde alors que la deuxième fibre sera combinée à un filtre qui laisse passer les hautes longueurs d'onde. Cependant, l'autre extrémité de la fibre se trouvera directement dans la neige. Imaginez qu'un seul et unique flocon de neige tombe directement sur le bout de la fibre. Cela signifie que cette fibre devient automatiquement obstruée! La mesure d'irradiance dépendrait alors de l'impact d'un seul flocon de neige, alors qu'on désire plutôt observer les effets à une échelle plus macroscopique (donc de plusieurs flocons de neige à la fois). Pour remédier à ce problème, nos étudiants sont parvenus à une solution ingénieuse. Ils se sont procurés des billes de polystyrène dépoli (fini brossé diffusant). Cette bille est ensuite collée au bout des deux fibres optiques mesurant chacune leur plage spectrale. La lumière collectée par les fibres pourra donc provenir d'une plus grande région dans l'espace autour du bout des fibres, grâce à la diffusion provoquée par la bille. Ainsi, un seul flocon de neige qui se pose sur le dessus de la bille n'a plus un impact aussi dramatique que s'il n'y avait pas de bille.

La solution a été testée au laboratoire, voici comment les étudiants ont procédé:

1. Les deux fibres ont été mesurées à des longueurs de 1m chacune. Elles ont ensuite été clivées (coupées).

2. À l'aide d'une pointe de fer à souder, une petite entaille circulaire a été formée dans la bille pour accueillir les fibres.

3. De la colle UV typiquement utilisée pour réparer les écrans de téléphones cellulaires a été appliquée dans l'entaille et les fibres ont été placées.

4. À l'aide d'une lampe UV, la colle durcit et maintient le lien entre la bille et les fibres.

5. Un tube métallique recouvert d'une gaine protectrice a été placé par-dessus les fibres pour les maintenir droites et les protéger d'éventuelles intempéries.

6. Pour sceller le tout, un enduit à l'époxy a été appliqué à la base des billes et autour de la gaine.

Voyez en images le résultat: