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Chapitre 1 Fibre optique

Démarré par sabrina, Février 24, 2023, 01:19:15 PM

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sabrina

Chapitre 1 Fibre optique
Chapitre 1 Fibre optique
1. Définition
Une fibre optique est formée d'un fil de verre très fin. Elle est constituée d'un coeur central en silice dans lequel se propage la lumière entouré par une gaine concentrique de protection dont l'indice de réfraction (ng). L'indice de la gaine est légèrement inférieur à celui du coeur (nc) (figure 1). La fibre à la propriété de conduire la lumière émise par une LED ou une diode laser. Le signal transmis subit des réflexions totales à l'intérieur de la fibre ou il sera confiné dans le coeur de la fibre.

La fibre est mécaniquement très fragile et prédisposée aux attaques chimiques ; c'est pour cette raison que la fibre est bien protégée, par un revêtement primaire qui est la gaine et un revêtement secondaire pour renforcer la protection de la fibre.
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2. Notion sur la fibre optique
2.1. L'onde Optique
L'onde électromagnétique qui se propage dans la fibre optique est constituée d'un champ
électrique et d'un champ magnétique qui sont perpendiculaire à la direction de propagation de
l'onde.
2.2. L'indice e réfraction
Le milieu de propagation de la fibre optique est caractérisé par un indice de réfraction n.
L'indice de réfraction est le rapport entre la vitesse de la lumière dans le vide et la vitesse de
la lumière dans le milieu de propagation.
v
c
n �
(1)
où c est la vitesse de la lumière
La lumière change son trajet des qu'elle rencontre un milieu réfringent.
Un milieu réfringent est un milieu qui permet la déviation de la lumière.
2.3. La loi de Snell Descarte
Le guidage de la lumière dans une fibre optique est basé sur la loi de Snell-Descarte. Lorsqu'
un rayon lumineux se propage entre le coeur est la gaine il subit des réflexions successives
tout au long de la fibre. La réflexion est un phénomène physique qui se produit lors de
changement d'indice d'un milieu à un autre. Une onde électromagnétique donne naissance à
deux ondes optiques dès qu'elle parvient à une surface de séparation (appelée dioptre) entre
son milieu de propagation d'indice n1 et un autre milieu d'indice n2.
Dans le milieu d'indice n1, on appelle l'angle entre le rayon incident et la normale au dioptre
« angle d'incidence ». L'angle de réflexion celui entre le rayon réfléchi et la normale au plan
de séparation. Dans le milieu 2 le rayon réfracté fait un angle i2 avec la normale au dioptre
appelé « angle de réfraction » (figure2). La vitesse de propagation de l'onde incidence est
différente à celle de l'onde réfractée

3.2. Ouverture numérique
L'ouverture numérique nommé 'ON' est définit comme la mesure d'un angle maximal qu'une fibre optique peut accepter pour donner une réflexion totale des ondes électromagnétiques qui se propagent dans la fibre. Si on injecte un rayon lumineux supérieur à cet angle il sera transmis dans la gaine et n'arrive pas au bout de la fibre.
Si on envoie à l'intérieur de la fibre optique un faisceau lumineux avec un angle θ à l'interface air /coeur, le rayon transmis dans le coeur va faire un angle β avec la normale au plan de séparation des deux milieux (figure3).
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