FIBRES OPTIQUES

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FIBRES OPTIQUES
S. FACI
PARTIE 4
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I. Propriétés générales
! Composition de la fibre optique
! Types de fibre optique : saut d’indice et gradient d’indice
! Etude modale – modes dans une fibre otique
! Modes de propagation, ouverture numérique (ON) et angle d’acceptance
! Raccordement des fibres optiques (connecteurs)
! Différents matériaux utilisés et leurs propriétés
II. Fibre optique comme canal de transmission
! Atténuation
! Fibre optique multimode : dispersions intermodale et chromatique
! Fibre optique monomode : dispersion chromatique
! Fibre à compensation de dispersion
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Fibres optiques

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Le signal lumineux se propage dans et à proximité du cœur
Dans la gaine se trouve l’onde évanescente
Le revêtement sert à protéger la fibre optique
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Diamètre 0,25 mm Revêtement plastique
Gaine optique (Silice)
Cœur (Silice)
Diamètre 0,125 mm
Diamètre 5 – 62,5 µm
Composition de la fibre optique
I. Propriétés générales
! Composition de la fibre optique
! Types de fibre optique : saut d’indice et gradient d’indice
! Etude modale – modes dans une fibre otique
! Modes de propagation, ouverture numérique (ON) et angle d’acceptance
! Raccordement des fibres optiques (connecteurs)
! Différents matériaux utilisés et leurs propriétés
II. Fibre optique comme canal de transmission
! Atténuation
! Fibre optique multimode : dispersions intermodale et chromatique
! Fibre optique monomode : dispersion chromatique
! Fibre à compensation de dispersion
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Fibres optiques

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Revêtement plastique
Gaine optique (Silice)
Cœur (Silice)
Types de fibre optique – MM
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Revêtement plastique
Gaine optique (Silice)
Cœur (Silice)
Types de fibre optique – SM

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Plan méridien : contient l’axe de la fibre optique analogue à la propagation dans le
guide d’onde plan
Condition nécessaire de guidage d’un «!rayon!»
! Réflexion totale φc ≤ φi ≤ π/2
! Pas de pertes par réflexion R = 1
Du fait de la géométrie cylindrique de la fibre optique, il existe d’autres modes que les
modes transverses : les modes hybrides
! Trajectoire des rayons hors de l’axe qui conduit à la formation des modes hybrides
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Propagation en «!zig-zag!» des rayons dans un plan méridien
x!
cœur : n1
gaine : n2
Axe de la FO
φi
Types de fibre optique : à saut d’indice
Fibre multimode
Fenêtre spectrale
850 – 1300 nm
Bande passante limitée
Gros cœur
Grande différence d’indice 10-2
Grande ouverture numérique (10º)
Connexion facile
-
Plusieurs centaines de modes
Souvent en polymère
Réservé aux courtes distances
Fibre monomode
Fenêtre spectrale
1300 – 1500 nm
Bande passante très élevée
-
Petite différence d’indice 10-3
Faible ouverture numérique ~ º
Connexion délicate
Composants onéreux
Un seul mode
En silice
Solution idéale pour les longues
distances
Types de fibre optique : MMF vs. SMF

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I. Propriétés générales
! Composition de la fibre optique
! Types de fibre optique : saut d’indice et gradient d’indice
! Etude modale – modes dans une fibre otique
! Modes de propagation, ouverture numérique (ON) et angle d’acceptance
! Raccordement des fibres optiques (connecteurs)
! Différents matériaux utilisés et leurs propriétés
II. Fibre optique comme canal de transmission
! Atténuation
! Fibre optique multimode : dispersions intermodale et chromatique
! Fibre optique monomode : dispersion chromatique
! Fibre à compensation de dispersion
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Fibres optiques
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Equations de maxwell
! Propagation du champ électrique
! Fibre optique est un milieu homogène ou faiblement inhomogène
=> Δn = 0
! Composantes du champ électrique vérifient l’équation d’onde scalaire
avec Ψ représente les composantes Ex, Ey et Ez
! L’équation du champ magnétique est identique
∇2E + ∇
 ∇
n2
n2
E
"
#
$
$
%
&
'
' −
ε
0
µ
0 n2 ∂2E
∂t2=0
∇2 ψ = ε
0
µ
0 n2∂2
ψ
∂t2
Etude modale