Etude documentaire sur les fibres optiques
Les premières expériences de transmission optique
datent de la fin du XIXème siècle, mais le guidage
efficace de la lumière jusqu’au destinataire de
l’information n’a pu se développer que depuis l’avènement
de sources laser de faible divergence (1960), et après
avoir réglé les problèmes posés par la transmission en
atmosphère libre. En effet lorsque la lumière se propage
dans l’atmosphère, elle est :
D’une part, absorbée en partie ;
D’autre part diffusée par les poussières ou
déviée par des variations d’indice de réfraction
dues aux variations de température, de sorte
qu’on ne peut guère envisager de transmission
directe, sur de longues distances, dans
l’atmosphère.
On a donc été conduit à envisager le guidage de la
lumière dans un milieu transparent, sans impuretés (pour
qu’il n’y ait pas de variation d’indice), protégé de toute
influence extérieure. La fibre optique est alors apparue,
utilisant le principe bien connu des fontaines lumineuses.
(Les fontaines lumineuses que l'on voit dans les parcs
répondent à ce principe. Dans le jet, la lumière subit des réflexions totales successives aux surfaces de
séparation eau / air.)
Jusqu’en 1970, l’affaiblissement du faisceau restait supérieur à 30% de sa valeur
initiale au bout de 1 km, et puis les recherches tant sur les matériaux que sur les techniques de
fabrication ont permis de mettre au point des fibres d’excellente qualité n’atténuant le signal à 1% de sa
valeur initiale qu’au bout de 100 km.
Le principe de la propagation de la lumière dans une fibre optique est relativement simple. Le matériau
utilisé est en général la silice (matériau très répandu et relativement peu onéreux), avec un taux
d’impuretés inférieur à quelques g par kg de silice.
Il existe trois types de fibres optiques :
Les fibres à saut d’indice
Les fibres à gradient d’indice.
Les fibres monomode
L’idée d’utiliser ce principe pour guider
de la lumière remonte au XIXe siècle
lorsqu’en 1870 John Tyndall, utilisant un
jet d’eau démontra, à l’occasion d’une
conférence au grand public, que la
lumière pouvait être guidée sur un
chemin courbe. Il prédisait l’usage des
fibres optiques pour les communications.