4.1 Concepts de base

Figure 4.1: Profil d'une fibre effilée avec des pentes abruptes.

Figure 4.2: Transmission dans le mode fondamental de la fibre effilée de la figure 1 en fonction de la longueur d'onde.

Un profil biconique tel que celui de la figure 4.1 est obtenu par chauffage local avec étirage d'une fibre unimodale. Lorsque les pentes sont assez faibles, la propagation dans le mode fondamental se fait sans perte notable [1]. On dit que la propagation et, par extension, la structure est adiabatique. Par contre, si les pentes sont abruptes, et c'est le cas de celles de la structure de la figure 4.1, on observe des oscillations dans la puissance transmise en fonction de l'élongation. Pour une élongation donnée, des oscillations semblables apparaissent dans la transmission en fonction de la longueur d'onde ainsi que le montre la figure 4.2) ou en fonction de l'indice de réfraction du milieu qui baigne la partie effilée [2]. Ce comportement peut être expliqué en termes de couplage et battements des modes de la structure [3]. En fait, le mode fondamental de coeur est coupé" dès que le rayon de la fibre est inférieur à une certaine limite (m, à nm pour la fibre de la figure 4.1). Pour des rayons plus petits, il est guidé par l'interface gaine optique-air : c'est ce qu'on appelle un mode de gaine. A moins que son diamètre soit très petit, la région centrale est multimodale lorsque le milieu extérieur est l'air. Si la pente descendante est telle que le critère d'adiabaticité ne soit pas respecté, le mode fondamental HE est converti en une superposition de modes de même symétrie (HE, HE, HE, ) qui se propagent dans la region centrale adiabatique en se déphasant les uns par rapport aux autres. En arrivant dans la pente montante ils se couplent de nouveau entre eux. La puissance est alors recouvrée dans le coeur, complètement si les modes arrivent en phase, ou seulement partiellement sinon. Le processus de couplage-battement-couplage confère à la fibre effilée un comportement interférométrique dont la transmission peut s'écrire [4] :

 où  est le déphasage accumulé par les modes HE and HE dans la region centrale et  la transmission du mode HE. Les modes HE et HE sont à l'origine des oscillations de grande amplitude de la figure 4.2, alors que celles de petite amplitude et plus grande fréquence sont attribuables à la présence du mode HE et éventuellement de modes d'ordre supérieur.