Capteurs polarimétriques

Dans la majorité des cas les capteurs polarimètriques utilisent une source polarisée linéairement qui est injectée à 45° des axes principaux de la fibre biréfringente afin que les deux modes de propagation (lent et rapide) soient également excités.

L'utilisation d'une lame demie-onde peut grandement faciliter l'ajustement de l'orientation de la polarisation d'entrée. En sortie de la fibre biréfringente, un analyseur (i.e. polariseur) est placé devant le détecteur pour connaître l'état de polarisation (voir figure 18). Le mesurande va faire tourner la polarisation entraînant une variation d'intensité vue par le détecteur. Cette configuration possède l'inconvénient d'être sensible aux variations d'intensité de la source ou de l'injection. L'utilisation d'un prisme de Wollaston décomposant la lumière en deux faisceaux avec des polarisations orthogonales permet de s'affranchir de ce problème, en utilisant des techniques similaires des paragraphes "Micro-courbures périodiques" et "Champ évanescent". Toutefois l'alignement entre le prisme, les deux détecteurs et les axes principaux de la fibre reste assez délicat.

Nous allons maintenant utiliser le formalisme des matrices de Jones pour analyser ce composant. Comme préciser précédemment, les deux modes de la fibre biréfringente, ayant des polarisations orthogonales, sont excités de façon identique. Dans ce cas, le champ électrique s'écrit :

Le champ électrique incident sur le détecteur a pour expression :

où A et B sont respectivement les matrices de Jones de l'analyseur et de la fibre biréfringente. La fibre peut être vue comme étant une lame de phase modifiant le déphasage entre les deux polarisations. La matrice B a pour expression :

où  est le déphase moyen et  est le déphasage entre les deux polarisations. Ce déphasage est produit par la propagation à travers la fibre.

Dans le cas particulier où l'analyseur est orienté à 45° des axes principaux de la fibre, la matrice A est donnée par :

L'intensité après l'analyseur sera alors :

où I0 est la puissance totale de sortie. En conséquence, comme le montre l'équation précédente un changement de l'état de polarisation entrainera une modification de l'intensité vue par le détecteur et produira un signal sinusoïdal. L'équation précédente est la même que les équations 7 et 8 décrivant l'interféromètrie à deux ondes. Certaines techniques de mesure pourront être transposées pour améliorer la sensibilité.