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1. Généralités
Une fibre optique est un guide d'onde optique à symétrie
circulaire tel que schématisé sur la figure 1.1.
Ce guide est constitué de deux ou plusieurs couches de matériaux
diélectriques transparents (verre ou plastique) d'indices de réfraction
différents assurant le confinement de la lumière au voisinage
du centre.
Du fait de la géométrie du guide, on utilise un système
de coordonnées cylindriques
où z est l'axe de la fibre et
les coordonnées dans le plan de section droite de la fibre telles
que définies sur la figure 1.2
Figure 1.1: Fibre optique.
Figure 1.2: Système de coordonnées cylindriques
dans le plan de section droite de la fibre.
La figure 1.3 donne quelques exemples
de profils d'indice de réfraction
.
Figure 1.3: Profils d'indice : (a) Fibre à saut d'indice;
(b) fibre W ou à gaine semi-enterrée; (c) fibre à
gaine interne surélevée; (d) fibre à coeur triangulaire
et gaine semi-enterrée.
La fibre la plus simple, illustrée sur la figure 1.3
(a), est à deux couches homogènes séparées
par un saut d'indice. Elle comprend donc
-
la couche centrale dans laquelle est confinée la lumière.
C'est le coeur d'indice de réfraction
.
-
la couche périphérique. C'est la gaine optique d'indice de
réfraction
.
Ce sont ces deux couches qui assurent le guidage. La différence
d'indice
est en général
faible, de l'ordre de quelques millièmes.
En outre, tel que le montre la figure 1.1,
la deuxième couche est elle-même entourée d'une enveloppe,
génétalement en plastique, qui a le double rôle de
protéger la fibre mécaniquement et de piéger la lumière
qui se propage dans la gaine optique, en général indésirable.
Si l'on dénude la fibre, c'est-à-dire si on enlève
cette eveloppe protectrice, le milieu extérieur est l'air.
Suivant les dimensions du coeur on peut avoir:
-
une fibre unimodale (la lumière s'y propage selon un seul mode;
le diamètre du coeur est de quelques
m),
-
fibre multimodale (diamètre du coeur jusqu'à 100
m).
Remarques:
-
Un fil de verre seul peut aussi conduire la lumière, mais il n'y
a pas confinement au voisinage du centre. Donc ce sera une fibre multimodale.
De plus le milieu extérieur peut influencer, par son indice, la
propagation.
-
Pour les communications sur de longues distances, il est préférable
d'utiliser une fibre unimodale pour minimiser les problèmes de dispersion
examinés à la section 3.2.



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Copyright 1995 Suzanne Lacroix
Lun Jul 3 16:05:57 1995