3.2 Dispersion

1. la vitesse de phase mentionnée à la section 2.2.3 :




 qui dépend de  par  et k, et qui, comme son nom l'indique, est la vitesse de propagation de la phase;

2. la vitesse de groupe :




 qui est la vitesse de propagation de l'énergie. C'est la vitesse à laquelle se propage une impulsion lumineuse dans la fibre. Elle dépend elle aussi de .

On distingue deux types de dispersion dans les fibres.

1. Si la fibre est multimodale, chaque mode excité transporte une partie de l'énergie avec une vitesse propre : c'est la dispersion intermodale. On s'en affranchit partiellement avec un profil de coeur avec gradient d'indice (à peu près parabolique) qui minimise l'écart entre les vitesses de groupe des modes. On s'affranchit totalement de la dispersion intermodale si la fibre est unimodale.
2. Si la fibre est unimodale, la dispersion résiduelle dite dispersion intramodale a pour double origine :
1. la dispersion du matériau.


Les indices des matériaux qui constituent le profil d'indice du guide,  et  dépendent de .

2. la dispersion du guide.


Même si les matériaux n'étaient pas dispersifs, l'indice effectif  d'un mode donné dépend de V et donc de .
 
 

Les deux effets de dispersion du matériau et du guide contribuent à la dispersion intramodale en se combinant de façon complexe. Pour une fibre à saut d'indice, la principale contribution est la dispersion du matériau qui s'annule vers  nm. Les effets de la dispersion chromatique dans une fibre unimodale sont minimisés par l'emploi de source à bande spectrale très étroite autour de cette longueur d'onde. En jouant sur le profil d'indice, on peut décaler le zéro de dispersion vers l'autre fenêtre de télécommunications  nm, ou même aplatir la dispersion pour qu'elle soit aussi petite que possible dans le domaine 1300-1550 nm. On doit alors réaliser des profils spéciaux à coeur segmenté (de type W par exemple) ou/et triangulaire. Avec de telles fibres, une transmission sur 100 km sans répéteur est alors possible et réalisée.

 et elle subit un élargissement temporel par unité de longueur d'onde. On définit ainsi un paramètre de dispersion :

 qui s'exprime en picosecondes (ps) par nanomètre (nm) et par kilomètre (km) de fibre. Dans le tableau suivant sont rassemblées quelques valeurs pour des fibres à saut d'indice à base de silice.
 
 

Type de fibre	multimodale 100m/140m	unimodale 9m/125m	unimodale 9m/125m
Longueur d'onde (nm)	1300	1300	1550
Dispersion M (ps/nm km)	22,000	3,5	20
Bande passante x Longueur (GHz x km)	0,2	125	25

Tableau 3.1: Ordre de grandeur de la dispersion de fibres unimodale et multimodale.