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Fibres optiques 1ère partie: introduction, guide dondes plans.

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1 Fibres optiques 1ère partie: introduction, guide dondes plans

2 Principe Réflexion totale Confinement de la lumière Propagation par réflexions multiples Pertes très faibles 0.2 dB / km (1,55 µm) P = P 0 / 2 après 15 km (-3 dB) Réamplification nécessaire si P = P 0 / 10 5 (250 km)

3 Avantages Très large bande passante Jusquà 5 Tb/s (= bps) Système guidé Insensible au bruit Absence de rayonnement extérieur Absence de diaphonie (crosstalk) Haute sécurité des données Facilité de mise en oeuvre Faible diamètre et poids Absence détincelles Résistance à T°, corrosion

4 Acceptance de la fibre Description par loptique géométrique Si le diamètre d >> Condition de réflexion totale Angle dincidence i > angle critique i c Réfraction à lentrée

5 Ouverture numérique (2) Condition dacceptance Ouverture numérique (NA)

6 Condition dacceptance Angle maximal Différence relative dindice Angle supérieur à max Pénètre dans la gaine (cladding mode) Peut être éliminé par une enveloppe n e > n 2 (cladding mode stripper)

7 Description ondulatoire Déphasage à la réflexion totale

8 Guide dondes plan Polarisation Perpendiculaire au plan (s) : TE (transverse électrique) Parallèle au plan (p) : TM (transverse magnétique) Réflexions successives en phase Front dondes commun en B et en C Déphasages successifs entre B et C = multiple de 2

9 Calcul du déphasage Dû à la différence de trajet Dû aux réflexions Total

10 Interférence constructive Si Résolution graphique Nombre fini de valeurs de i Modes de propagation Grands m petits i (plus inclinés axe)

11 Guide monomode Diminution du rapport d/ 0 Angle i diminue Limite: i = i c Si Un seul mode permis (m=0) Condition de guide monomode

12 Nombre de modes permis Fréquence normalisée Nombre de modes + autant pour TM Nombre total:

13 Exercice syllabus p Calcul dans ExcelExcel

14 Fibre à saut dindice Indices n 1 pour r < a n 2 pour r > a, n 1 > n 2 Fréquence normalisée Nombre de modes Confinement dans 2 dimensions -> 2 indices, l et m N proportionnel à V 2

15 Nombre de modes Guide dondes plan symétrique Fibre cylindrique à saut dindice Fréquence normalisée Condition monomode Nombre de modes (V >>1)

16 Dispersion Transmission numérique Série dimpulsions lumineuses Elargissement Problème de décodage

17 Dispersion modale Différence de longueur parcourue Le + court: rayon parallèle : longueur L Le + long: rayon à i C : longueur L / sin(i c ) Différence de temps de propagation

18 Dispersion modale (2) Différence relative dindice Ouverture numérique

19 Bande passante Fréquence maximale des impulsions B Élargissement Exemple: n 1 = 1,48 et n 2 = 1,46


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