Paramètres caractéristiques des fibres optiques
Atténuation
L'atténuation de la puissance d'un rayon le long de la fibre optique se définit par:
Exemple: Une atténuation de 0,1dB/Km correspond à une perte de 2,3% par Km et l'atténuation 0,2dB/Km correspond à 4,7% par Km. Cette atténuation a pour origine principale:
- L'absorption de la lumière par des défauts, des impuretés ou des ondes:
- La dispersion module dû aux différences de trajet entre les rayons (se traduisant par un élargissement progressif le long de la fibre), d'une impulsion de Dirac injectée à l'entrée:
- La dispersion chromatique dû au fait que l'indice varie avec la fréquence
- La diffusion de la lumière dans le diélectrique constituant la fibre.
Ouverture numérique (ON)
L'ouverture numérique ON définit l'angle sur lequel la lumière peut pénétrer dans la fibre. Plus ON est grande plus il est facile d'injecter la lumière dans la fibre, cette ouverture définit par la relation ON= (n12-n22)½
Différents types de fibre
Le principe de guidage de la lumière par un diélectrique était connu depuis très longtemps (cas des fontaines lumineuses), mais il a fallu attendre 1972 pour voir apparaître la première fibre optique industrielle fabriquée par CORNING GLASS ayant une atténuation raisonnable de 20dB/Km. Deux critères permettent de classer une fibre optique:
- Le nombre de mode m qu'elle propage
- le matériau de construction
Classification suivant le nombre de mode
On distingue les fibres monomodes (m=1) et celle multi modes, parmi ces dernières on fait en outre la distinction entre des fibres à saut d'indice des ceux à gradient d'indice. On constate que leur bande passante est très différente.
Pour une fibre optique à saut d'indice, la bande passante se calcule par la formule passante se calcule par la formule BP= (0,88n1C)/ON2
Classification suivant le matériau constituant la fibre optique
Fibre en verre
Les fibres optiques cylindriques sont réalisées au silice (SiO4) dopée ou non, elles ont pour propriété une faible atténuation c'est-à-dire une atténuation inférieure à 1dB/Km, donc elles permettent des liaisons à grande distance (par comparaison un câble électrique a une atténuation typique de 100dB/Km à la fréquence 1GHz et une ON de l'ordre de 0,1 à 0,4). Malheureusement elles sont assez chères et fragiles.
Comme pour tout guide d'onde il existe un rayon de courbure minimal à ne pas dépasser pour éviter la détérioration du câble d'où l'absence de propagation, ce rayon de courbure est de l'ordre de quelque centimètre.
En microélectronique il est possible d'intégrer dans un substrat de verre des micros canaux dopés capables de guider le flux lumineux. Cette technologie de pointe est nécessaire et réservée à des liaisons ultracourtes.
Fibre en plastique
Ces fibres cylindriques sont réalisées en plastique (exemple du PMMA) elles ont pour propriété d'avoir une forte atténuation généralement très supérieure à 1dB/Km, c'est pour cela qu'elles sont réservées à des liaisons à courte distance de plus elles ont un ON de l'ordre de 0,5, elles sont onéreuses.
Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale