Mémoire Saidi - Université de Biskra

ﻳﺭﻮﻬﻤﺠﻟﺍـﻳﺮﺋﺍﺰﺠﻟﺍﺔـﻴﻁﺍﺮﻘﻤﻳﺪﻟﺍﺔـﻴﺒﻌﺸﻟﺍﺔـﺔ
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’enseignement Supérieur et de la Recherche scientifique
Université de B iskra
F ACULTE DES S CIENCES DE T ECHNOLOGIE
DEPARTEMENTD’ELECTRONIQUE 
Mémoiredemagister 
EnElectronique 
Option : Communications
Préparée au Laboratoire LGEB (Laboratoire de Génie Electrique de Biskra)
Thème
E TUDED ’ UNESTRUCTUREDELIA ISONPARFIBREOPTIQ UE :
CARACTERISATIONDEL APROPAGATIONETBIL ANENERGETIQUE
Présenté par :
RiadhSAIDI 
Soutenu le : / /200 9 devant le Jury composé de :
Salim SBAA   Maître de conférences (Univ. Biskra) Président
Abdelhamid BENAKCHA Maître de conférences (Univ. Biskra) Rapporteur
Lamir SAIDI  Maître de conférences (Univ. Batna) Examinateur
MoussaBENYOUCEF  Maître de conférences (Univ. Batna) Exami nateur

Sommaire
Etude d’une structure de liaison par fibre optique caractérisation de la prop agation et bilan énergétique
3
Sommaire
Sommaire
Listed'acronymes 
Tablesdesfigures 
Résumé
Introductiongénérale 
ChapitreI:Généralitéssurlesfibresoptiques     
I-1Généralitéssurlesfibresoptiques      01
I-1-1Introduction          01
I-1-2Historiquedelafibreoptique       04
I-2Lafibreoptique         05
I-2-1Fibresoptiquesmonomodeetmultimodes      06
I-2-1-1Fibresoptique smonomode       06
I-2-1-2Fibresoptiquesmultimode s      08
I-2-2Fibresoptiquesàsautd’indiceetàgradientd’indice    08
I-2-2-1Fibresàsautd’indice        08
I-2-2-2Fibreàgradientd’indice        09
I-3Lesapplicationsdelafibreoptique     09
I-3-1Lestélécommunications 09
I-3-2Lesréseauxsous-marins        10
I-3-3L’armée          11
I-3-4Applicationsdiverses        12
I-4Lesavantagesetlesinconvénientsdelafibreoptique  12
I-4-1Lesavantages 12
I-4-2Lesinconvénients         13
I-5Modèled’uneliaisonparfibreoptique     14
I-5-1Emetteur         15

Sommaire
Etude d’une structure de liaison par fibre optique caractérisation de la prop agation et bilan énergétique
4
I-5-1-1Laseràsemi -conducteur        15
I-5-1-2Diodesélectroluminescente sLED     18
I-5-2LeRécepteur         20
ChapitreII:Principes delapropagation 
II-1-Introduction        23
II-2-Propagationdela lumièredanslafibreoptique    23
II-2-1Lumièreetpropagation        23
II-2-1-1Lumière          24
II-2-1-1-1.Lespectreélectromagnétique       24
II-2-1-1-2.Lathéoriecorpusculaire       25
II-2-1-1-3.Lathéorieondulatoire        25
II-2-1-2Propagation         27
II-2-1-3Emission          28
II-2-1-4Polarisation         28
II-2-2Modepro pagation         30
II-2-2-1Fibreàsautd’indice        30
II-2-2-2Fibreàgradientd’indice        31
II-2-3Spécification delafibreoptique       32
II-2-3-1-Ouverturenumérique        32
II-2-3-2couplage          34
II-3EquationsdeMAXWELL       36
II-4Equationd’ondes         40 
II-5Propagation danslafibreoptique      43
II-6Conclusion         46

Sommaire
Etude d’une structure de liaison par fibre optique caractérisation de la prop agation et bilan énergétique
5
ChapitreIII:A tténuationsda nslesfibresoptiques 
III-1-Introduction         47
III-2-Lesatténuations         47
III-2-1-Atténuationsintrinsèque s       48
III-2-1-1-Atténuationparabsorption       48
III-2-1-2-Atténuationpardiffusion       49
III-2-1-3-AtténuationpardiffusiondeRAYLEIGH     49
III-2-1-4Spectredesatténuations        50
III-2-2-Lesatténuationsextrinsèque s      52
III-2-2-1-Atténuationdueauxcourbures      52
III-2-2-2-Atténuationdueauxmicroscourbure     52
III-2-2-3-Atténuationdueauxconnexions      52
III-3-Dispersion         54
III-3-1-Dispersionmodale         54
III-3-1-1-Dispersionmodalepourlafibreàsautd’indice    55
III-3-1-2-Dispersionmodalepour unefibreàgradientd’indice   57
III-3-2-Dispersionduguided’onde       59
III-3-3Dispersiondumatériau        61
III-3-4-Dispersionchromatique        63
III-3-5-Bandepassante totaledelafibreoptique     66
III-4-Effetsnonlinéaires        68
III-4-1-EffetKerr          70
III-4-1-1-Automodulation dephase(SPM)      71
III-4-1-2Lamodulationdephasecroisée (XPM)    73
III-4-1-3-Effetdeladispersiondelavitessedegroupe (GVD)  73
III-4-1-4-EffetcombinedelaGVDe tSPM     74
III-4-2-EffetBrillouin         75
III-4-2-1-Diffusion enrégimespontanéetstimulé     76
III-4-2-2-DiffusiondeBrillouin Stimulée (SBS)     77
III-4-3-EffetRaman (SRS)       81

Sommaire
Etude d’une structure de liaison par fibre optique caractérisation de la prop agation et bilan énergétique
6
III-5-Conclusion        81
ChapitreIV: Bilanénergétiqued’uneliaisonparfibre optique
IV-1-Introduction        82
IV-2-Présentationdelaliaisonoptique      82
IV-3-Principalespertesd’unetransmissionparfibreoptique  83
IV-3-1-Pertesdue saucouplageémetteur -fibreoptique    83
IV-3-2-Affaiblissementlinéiquedansunefibreoptique    84
IV-3-3Pertesdue sauxépissures        85
IV-3-4-Pertesdueauxconnecteurs       87
IV-4-BilanEnergétique        88
IV-4-1Bilanénergétique 88
IV-4-2Pertesdecourbures 92
IV-5-Conclusion        93
ChapitreV:Simulation 
V-1-Introduction        94
V-2-SimulationdelaGVD        94
V-3-Evolutiondel ’impulsionlelongdelafibre    98
V-4-Simulationdel’effetBrillouin 106
V-5-Conclusion 108
Conclusion générale 109
Bibliographie 111