Propagation et caractérisation des fibres optiques - LINS

Ecole Nationale Polytechnique
Département d’électronique
Thèse de Doctorat
Présentée par : CHERBI (épouse BAZI) LYNDA
Magister en Electronique
Thème
Soutenue le 18 octobre 2007 devant le jury composé de :
Mr R. AKSAS Professeur E.N.P Président
Mr M. MEHENNI Professeur E.N.P Rapporteur
Mr A. OUCHAR Maître de conférences C.R. Laghouat Examinateur
Mr L. SIMOHAMED Maître de conférences E.M.P Examinateur
Mr SMARA Professeur U.S.T.H.B Examinateur
Mr M. TRABELSI Maître de conférences E.N.P Examinateur
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE POPULAIRE
MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Propagation et caractérisation des
fibres optiques

REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier le Professeur M. MEHENNI, Directeur de thèse, pour son
support, sa disponibilité et ses conseils judicieux tout au long des années de préparation
de cette thèse.
Que Monsieur le Professeur N. GISIN, chef du groupe de physique appliquée
(GAP) de l’université de Genève, trouve ici l’expression de ma profonde gratitude pour
avoir accepté de m’accueillir dans son laboratoire et au sein de son équipe.
Ma profonde reconnaissance est destinée au Docteur Mark Wegmuller, chef
d’une équipe de recherche du laboratoire GAP de l’université de Genève pour sa
confiance et son accueil dans son équipe, ce qui m’a permis de réaliser toute la partie
expérimentale de cette thèse concernant la caractérisation des fibres optiques. Comme
je tiens à le remercier encore une fois pour sa disponibilité durant mon séjour et pour
toute la documentation qu’il ma fournit pour avancer dans ce travail.
Notre gratitude et notre grande reconnaissance sont destinées à:
Monsieur R. AKSAS, Professeur à l’ENP qui a bien voulu nous faire l’honneur de
présider le jury de cette thèse.
Monsieur A. OUCHAR, Maître de conférences au centre de recherche de Laghouat.
Monsieur SMARA, Professeur à l’USTHB.
Monsieur M. TRABELSI, Maître de conférences à l’ENP.
Mes remerciements vont également au lieutenant colonel Si Mohamed, Maître de
conférences à l’École Militaire Polytechnique, pour m’avoir accueillie dans son
laboratoire afin d’effectuer des manipulations, pour ses judicieux conseils et pour sa
disponibilité.

Je remercie également mon amie copine Zahia Brahimi, chargée de recherche et
directrice de la division Architecture des Systèmes et Multimédias au Centre de
Développement des Technologies Avancées (CDTA) pour toute son aide.
Je tiens à exprimer mes remerciements à toutes les personnes qui ont contribué
à la réalisation de ce travail.

Liste des symboles
n indice de réfraction
n (r) profil d’indice de la fibre
a rayon du cœur de la fibre (m)
g
b rayon de la gaine
 différence relative d’indice
g caractéristique du profil
1
n indice de réfraction du cœur
2
n indice de réfraction de la gaine
r
r
vecteur position d’un point M au niveau du cœur
 demi- angle du cône d'acceptance (degrés)
ON l'ouverture numérique
E
r
champ électrique (v/m)
H
r
champ magnétique (A/m)
ε
permittivité électrique ( F/m)
µ
perméabilité magnétique ( H/m)
e
σ
conductivité électrique ( S/m)
j densité de courant (A.m-2 )
 densité de charge électrique (C/m3)
ω
pulsation (rad/s)
∇ opérateur Laplacien
 constante de propagation longitudinale (rad/m)
'
k
nombre d’onde dans un milieu donné
0
k nombre d’onde dans l’espace libre.
0
λ
longueur d’onde dans l’espace libre (m)
neff indice effectif d’un mode donné
υ
J fonction de Bessel d’ordre ν de première espèce
υ
N fonction de Bessel d’ordre ν de deuxième espèce
υ
K fonction de Bessel modifiée d’ordre ν de première espèce
υ
I fonction de Bessel modifiée d’ordre ν de deuxième espèce

u constante normalisée de propagation
w constante normalisée d’atténuation
ν (ordre azimutal) correspond au nombre de maxima d’intensité du mode sur une demi
circonférence
m (ordre radial) correspond au nombre de maxima d’intensité du mode sur un rayon de
fibre optique.
V fréquence réduite
lm
I intensité lumineuse (v/m) 2
0I Intensité lumineuse maximale
()
ω
B élargissement d’une impulsion (s)
c
w vitesse angulaire de coupure du mode (rad/s)
c vitesse de lumière (m/s)
2d0 diamètre du champ de mode (m)
t temps (s)
a
d décalage transversal entre deux fibres (mm)
u
L les pertes de connexion
'
u déplacement latéral (mm)
χ angle d’inclinaison (degrés)
M
γ
les pertes dues aux macro-courbures
() p
µ
γ
les pertes aux micro-courbures
 la fréquence spatiale liée à la perturbation micro-courbure.
dg diamètre du mode de champ calculé en utilisant l’approximation gaussienne
fd diamètre du mode de champ lointain (m)
n
d diamètre du mode de champ proche (m)
2
k le nombre d’onde dans la gaine.
ϕ
v vitesse de phase d’un milieu donné (m/s)
Wml
D dispersion chromatique )./( nmkmps
L longueur de la fibre (m)
t
τ
allongement temporel (s)