Des chercheurs utilisent des liaisons transocéaniques en fibre optique pour les mesures géophysiques


Des chercheurs utilisent des liaisons transocéaniques en fibre optique pour les mesures géophysiques

ont utilisé le câble à fibre sous-marin transocéanique de Curie pour géophysiques. Le câble Curie relie Los Angeles, en Californie, à Valparaiso, au Chili. Crédit : Google

Dans une nouvelle étude, des chercheurs montrent que les câbles à fibres optiques qui transportent des données à travers les océans du monde peuvent également être utilisés pour enregistrer des événements géophysiques et surveiller l’état des océans et des fonds marins.

Bien que les bouées et les observatoires câblés puissent être utilisés pour surveiller certaines parties de l’océan, les informations qu’ils fournissent se limitent à leur environnement immédiat. La nouvelle approche pourrait fournir un moyen d’utiliser le réseau mondial de câbles à fibres optiques sous-marins pour examiner des parties de l’océan autrement inaccessibles.

« Une fois cette nouvelle technique perfectionnée, elle permettra des mesures géophysiques à des profondeurs marines largement inexplorées en raison du manque d’instruments qui fonctionnent dans cet environnement », a déclaré Zhongwen Zhan, professeur adjoint de géophysique à Caltech. « Cela pourrait un jour détecter des tremblements de terre avec des épicentres dans l’océan, par exemple pour permettre des alertes plus précoces de tremblements de terre et de tsunamis. »

dans le optique, The Optical Society’s Journal for High Impact Research, Zhan, ainsi que des chercheurs de Google et de l’Université de L’Aquila, démontrent que la nouvelle approche peut détecter les tremblements de terre et les vagues océaniques – des amas de vagues créés par les tempêtes. Ils l’ont fait avec le câble à fibre optique transocéanique Curie reliant Los Angeles, en Californie, à Valparaiso, au Chili.

Plus qu’un simple transport de données

La nouvelle technique tire parti du fait que les tremblements de terre, les fluctuations de pression ou d’autres changements dans l’environnement d’un câble transocéanique créent des changements subtils dans la traversant les fibres optiques. Bien que des liaisons transocéaniques en fibre optique aient été utilisées pour capturer des événements géophysiques en Méditerranée, l’approche utilisée dans les démonstrations précédentes nécessitait des lasers extrêmement spécialisés qui sont difficiles à obtenir et à utiliser.

Des chercheurs utilisent des liaisons transocéaniques en fibre optique pour les mesures géophysiques

Ce spectrogramme montre les vagues océaniques capturées avec le câble Curie du 1er juin 2020 au 12 juillet 2020. Chaque houle durait quelques jours. Crédit : The Optical Society (OSA) & Antonio Mecozzi, Université de L’Aquila

« Nous avons utilisé des équipements de télécommunications standard sans composants optiques supplémentaires autres que ceux déjà présents dans les émetteurs-récepteurs commerciaux », a déclaré Zhan. « De plus, aucun canal lumineux dédié n’est requis, car les données nécessaires à la détection peuvent être collectées sans perturber le fonctionnement normal du système de transmission optique. »

La plupart des câbles transocéaniques utilisent des techniques sophistiquées de lumière cohérente pour coder les données à la fois en amplitude et en phase de la lumière transmise. Afin d’analyser les changements de la lumière voyageant le long du câble, les chercheurs ont développé un cadre théorique pour utiliser les données de polarisation générées par un système de transmission cohérent pour la détection en haute mer. La méthode qu’ils ont développée mesure de minuscules changements de polarisation de la lumière transmise.

« Tout changement dans la zone autour du câble entraîne une différence minuscule mais détectable dans la polarisation de la lumière », a déclaré Zhan. « Nous avons développé le cadre théorique nécessaire pour interpréter les données de polarisation dans les câbles sous-marins, ce qui permet une meilleure compréhension quantitative des processus géophysiques sous-marins. »

Mettre la théorie en pratique

Les chercheurs ont utilisé leur nouvelle approche pour détecter les tremblements de terre en haute mer et les vagues océaniques sur la base des lectures du câble à fibre optique transocéanique de Curie. Les mesures étaient en bon accord avec les mesures indépendantes avec des sismomètres à terre.

« La stabilité de la polarisation dans le système sous-marin Curie est si élevée que nous avons pu déterminer différents changements dans la longueur du chemin optique de deux polarisations lumineuses de seulement 1,5 micromètre sur toute la longueur du câble », a déclaré Zhan. « Ce n’est qu’une fraction de la longueur d’onde de la lumière laser voyageant le long du câble. »

Les chercheurs travaillent toujours pour mieux comprendre comment les données de polarisation peuvent être utilisées pour détecter divers changements dans l’environnement pour un câble optique sous-marin.


Détectez les tremblements de terre avec des câbles à fibre optique en haute mer


Plus d’information:
Antonio Mecozzi et al., Détection de polarisation avec des câbles optiques sous-marins, optique (2021). DOI : 10.1364 / OPTICA.424307

Fourni par la société optique

Citation: Des chercheurs utilisent des liaisons en fibre transocéanique pour les mesures géophysiques (2021, 10 juin), consulté le 12 juin 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-06-transoceanic-fiber-link-geophysical.html

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