1ère partie: introduction, guide d’ondes plans

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1 1ère partie: introduction, guide d’ondes plans
Fibres optiques 1ère partie: introduction, guide d’ondes plans

2 Principe Réflexion totale Pertes très faibles
Confinement de la lumière Propagation par réflexions multiples Pertes très faibles 0.2 dB / km (1,55 µm) P = P0 / 2 après 15 km (-3 dB) Réamplification nécessaire si P = P0 / 105 (250 km)

3 Avantages Très large bande passante Système guidé
Jusqu’à 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 d’étincelles Résistance à T°, corrosion

4 Acceptance de la fibre Description par l’optique géométrique
Si le diamètre d >> l Condition de réflexion totale Angle d’incidence i > angle critique ic Réfraction à l’entrée

5 Ouverture numérique (2)
Condition d’acceptance Ouverture numérique (NA)

6 Condition d’acceptance
Angle maximal Différence relative d’indice Angle supérieur à amax Pénètre dans la gaine (cladding mode) Peut être éliminé par une enveloppe ne > n2 (cladding mode stripper)

7 Description ondulatoire
Déphasage à la réflexion totale

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

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/l0 Si
Angle i diminue Limite: i = ic 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. 7-12 Calcul dans Excel

14 Fibre à saut d’indice Indices Fréquence normalisée Nombre de modes
n1 pour r < a n2 pour r > a, n1> n2 Fréquence normalisée Nombre de modes Confinement dans 2 dimensions -> 2 indices, l et m N proportionnel à V2

15 Nombre de modes Guide d’ondes plan symétrique
Fibre cylindrique à saut d’indice Fréquence normalisée Condition monomode Nombre de modes (V >>1)

16 Dispersion Transmission numérique Elargissement
Série d’impulsions lumineuses Elargissement Problème de décodage

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

18 Dispersion modale (2) Différence relative d’indice Ouverture numérique

19 Bande passante Fréquence maximale des impulsions B
Élargissement Exemple: n1 = 1,48 et n2 = 1,46