{"partition": "head_middle", "source_domain": "www.techno-science.net", "digest": "sha1:YJ63WPOGR3JRTDFO4B76RK2A6BLT6RTC", "path": "/lustre/fsn1/projects/rech/qgz/uzq54wg/processed_redpajama/base_processing/output/fr/2014-15/000_00018.parquet"}
PhysiqueD�finition sous licence CC-BY-SA 3.0
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | +
Retour page glossaire »
Fibre optique r�flexion totale interne indice de r�fraction cristaux photoniques fibre optique noire Tweeter
Fibres optiques Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique tr�s fin qui a la propri�t� de conduire la lumi�re et sert dans les transmissions terrestres et oc�aniques de donn�es. Elle offre un d�bit (Un d�bit permet de mesurer le flux d'une quantit� relative � une unit� de temps au travers d'une surface quelconque.) d'informations nettement sup�rieur � celui des c�bles coaxiaux et supporte un r�seau (Un r�seau informatique est un ensemble d'�quipements reli�s entre eux pour �changer des informations. Par analogie avec un filet (un r�seau est un ��petit rets��, c'est-�-dire un petit filet), on...) "�large bande�" par lequel peuvent transiter aussi bien la t�l�vision (La t�l�vision est la transmission, par c�ble ou par ondes radio�lectriques, d'images ou de sc�nes anim�es et g�n�ralement sonoris�es qui sont reproduites sur un poste r�cepteur appel� t�l�viseur (ou, par abus de langage,...), le t�l�phone (Le t�l�phone est un syst�me de communication, initialement con�u pour transmettre la voix humaine.), la visioconf�rence ou les donn�es informatiques. Le principe de la fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et...) a �t� d�velopp� dans les ann�es 1970 dans les laboratoires de l'entreprise am�ricaine Corning Glass Works. Entour�e d'une gaine protectrice, la fibre (Une fibre est une formation �l�mentaire, v�g�tale ou animale, d'aspect filamenteux, se pr�sentant g�n�ralement sous forme de faisceaux.) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) peut �tre utilis�e pour conduire de la lumi�re (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...) entre deux lieux distants de plusieurs centaines, voire milliers, de�kilom�tres. Le signal ( Termes g�n�raux Un signal est un message simplifi� et g�n�ralement cod�. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particuli�res. Les...) lumineux cod� par une variation d'intensit� est capable de transmettre une grande quantit� (La quantit� est un terme g�n�rique de la m�trologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre mani�re de d�nommer la valeur...) d'informations. En permettant les communications � tr�s longue distance et � des d�bits jusqu'alors impossibles, les fibres optiques ont constitu� l'un des �l�ments clef (Au sens propre, la clef ou cl� (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un m�canisme.) de la r�volution des t�l�communications (Les t�l�communications sont aujourd’hui d�finies comme la transmission � distance d’information avec des moyens �lectroniques. Ce terme est plus utilis� que le terme...) optiques. Ses propri�t�s sont �galement exploit�es dans le domaine des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'�tat d'une grandeur physique observ�e en une grandeur utilisable, exemple : une tension �lectrique, une hauteur de mercure, une intensit�, la d�viation d'une...) (temp�rature, pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.), etc.) et dans l'imagerie. Un nouveau type de fibres optiques, fibres � cristaux photoniques (Les cristaux photoniques sont des structures p�riodiques de mat�riaux di�lectriques ou m�talliques con�ues pour modifier la propagation des ondes �lectromagn�tiques de la m�me mani�re qu'un potentiel p�riodique dans...), a �galement �t� mis au point (Graphie) ces derni�res ann�es, permettant des gains significatifs de performances dans le domaine du traitement optique de l'information par des techniques non lin�aires, dans l'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de syst�mes qui amplifient les efforts : m�canique, hydraulique, pneumatique, �lectrique.) optique ou bien encore dans la g�n�ration de supercontinuums utilisables par exemple dans le diagnostic (Le diagnostic (du grec δι?γνωση, di�gnosi, � partir de δια-, dia-, „par, � travers, s�paration, distinction“ et γν?ση,...) m�dical . Dans les r�seaux informatiques du type Ethernet (Ethernet est un protocole de r�seau informatique � commutation de paquets impl�mentant la couche physique et la sous-couche Medium Access Control du mod�le OSI mais le...), pour la relier � d'autres �quipements, on peut utiliser un �metteur-r�cepteur. Historique Les pr�curseurs John Tyndall � l'�poque des Grecs anciens, le ph�nom�ne du transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal...) de la lumi�re dans des cylindres de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice...) �tait d�j� connu. Il �tait, semble-t-il, mis � profit par les artisans du verre pour cr�er des pi�ces d�coratives. Plus tard, les techniques de fabrication utilis�es par les artisans v�nitiens de la Renaissance pour fabriquer les "�millefiori�" ressembleraient beaucoup aux techniques actuelles de fabrication de la fibre (Une fibre est une formation �l�mentaire, v�g�tale ou animale, d'aspect filamenteux, se pr�sentant g�n�ralement sous forme de faisceaux.) optique. L'utilisation du verre en conjonction avec la lumi�re n'est donc pas r�cente. La premi�re d�monstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de...) scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre � l'�tude d'une science ou des sciences et qui se consacre � l'�tude d'un domaine avec la rigueur et les m�thodes scientifiques.) du principe de la r�flexion totale interne (En optique g�om�trique, un rayon lumineux traversant une s�paration entre deux milieux d'indices optiques diff�rents peut subir une r�flexion et une r�fraction. Lorsqu'il n'y a pas de rayon...) fut faite par le physicien irlandais John Tyndall devant la Soci�t� Royale Britannique en 1854. � l��poque, l'id�e de courber la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) de la lumi�re, de quelque fa�on que ce soit, �tait r�volutionnaire puisque les scientifiques consid�raient que la lumi�re voyageait uniquement en ligne droite. Sa d�monstration consistait � guider la lumi�re dans un jet d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) d�vers� d'un trou � la base d'un r�servoir. En injectant de la lumi�re dans ce jet, celle-ci suivait bien la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose � droit : la courbure d'un objet g�om�trique est une mesure quantitative du caract�re � plus ou moins courb� � de cet objet. Par exemple :) du jet d'eau, d�montrant ainsi qu'elle pouvait �tre d�vi�e de sa trajectoire rectiligne. Il put de cette mani�re d�montrer le principe qui est � la base de la fibre optique. Par la suite, de nombreuses inventions utilisant le principe de la r�flexion totale (En optique g�om�trique, un rayon lumineux traversant une s�paration entre deux milieux d'indices optiques diff�rents peut subir une r�flexion et une r�fraction. Lorsqu'il n'y a pas de rayon...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le...) virent le jour�; comme les fontaines lumineuses ou des dispositifs permettant de transporter la lumi�re dans des cavit�s du corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.). On doit la premi�re tentative de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- esp�ces) ou la machine (t�l�communications, nouvelles technologies...), ainsi...) optique � Alexander Graham Bell (Bell Aircraft Corporation est un constructeur a�ronautique am�ricain fond� le 10 juillet 1935. Apr�s avoir construit des avions de combat durant la Seconde Guerre mondiale, mais aussi le premier avion � avoir...), connu pour l'invention du t�l�phone. En effet, il mit au point, au cours des ann�es 1880, le photophone (Mot forg� selon le m�me principe que s�maphone, le photophone (contraction d'appareil-photo et de t�l�phone) est aujourd'hui un t�l�phone mobile �quip� d'un appareil photo/cam�scope....). Cet appareil permettait de transmettre la lumi�re sur une distance de 200 m�tres. La voix, amplifi�e par un microphone (Un microphone (ou plus simplement � micro �) est un dispositif de conversion des ondes sonores acoustiques d'un milieu compressible en...), faisait vibrer un miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche métallique fine, qui, pour être...) qui r�fl�chissait la lumi�re du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...). Quelque 200 m�tres plus loin, un second miroir captait cette lumi�re pour activer un cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de ce mot....) de s�l�nium et reproduire le son voulu. Le r�cepteur de cet appareil �tait presque identique � celui du premier t�l�phone. Bien qu'op�rationnelle en terrain d�couvert, cette m�thode s'av�ra peu utilis�e. La pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un hydrométéore météorologique qui fait...), la neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons....) et les obstacles qui emp�chaient la transmission du signal condamn�rent cette invention, bien qu'il consid�rait lui-m�me que le photophone �tait sa plus grande invention, puisqu'elle permettait une communication sans fil. L'av�nement Fibre optique pour r�seaux m�tropolitains La possibilit� de transporter de la lumi�re le long de fines fibres de verre fut exploit�e au cours de la premi�re moiti� du XXe�si�cle. En 1927, Baird et Hansell tent�rent de mettre au point un dispositif d'images de t�l�vision � l'aide de fibres. Hansell put faire breveter son invention, mais elle ne fut jamais vraiment utilis�e. Quelques ann�es plus tard, en 1930, Heinrich Lamm r�ussit � transmettre l'image d'un filament de lampe �lectrique gr�ce � un assemblage rudimentaire de fibres de quartz. Cependant, il �tait encore difficile � cette �poque de concevoir que ces fibres de verre puissent trouver une application. La premi�re application fructueuse de la fibre optique eut lieu au d�but des ann�es 1950, lorsque le fibroscope flexible fut invent� par van Heel et Hopkins. Cet appareil permettait la transmission d'une image le long de fibres en verre. Il fut particuli�rement utilis� en endoscopie, pour observer l'int�rieur du corps humain, et pour inspecter des soudures dans des r�acteurs d'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), est un aéronef plus lourd que l'air, entraîné par un organe moteur (dans le cas d'un...). Malheureusement, la transmission ne pouvait pas �tre faite sur une grande distance �tant donn�e (Dans les technologies de l'information (TI), une donn�e est une description �l�mentaire, souvent cod�e, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un �v�nement, etc.) la pi�tre qualit� des fibres utilis�es. En 1957, le fibroscope (endoscope flexible m�dical) est invent� par Basil Hirschowitz aux �tats-Unis. Les t�l�communications par fibre optique rest�rent impossibles jusqu'� l'invention du laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain...) en 1960. Le laser offrit en effet l'occasion de transmettre un signal avec assez de puissance (Le mot puissance est employ� dans plusieurs domaines avec une signification particuli�re :) sur une grande distance. Dans sa publication de 1964, Charles Kao, des Standard Telecommunications Laboratories, d�crivit un syst�me de communication � longue distance et � faible perte en mettant � profit l'utilisation conjointe du laser et de la fibre optique. Peu apr�s, soit en 1966, il d�montra exp�rimentalement, avec la collaboration de Georges Hockman, qu'il �tait possible de transporter de l'information sur une grande distance sous forme de lumi�re gr�ce � la fibre optique. Cette exp�rience est souvent consid�r�e comme la premi�re transmission de donn�es par fibre optique. Cependant, les pertes dans une fibre optique �taient telles que le signal disparaissait au bout de quelques centim�tres, non par perte de lumi�re, mais parce que les diff�rents chemins de r�flexion du signal contre les parois finissaient par en faire perdre la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employ� dans plusieurs domaines et principalement en physique :). Cela la rendait peu avantageuse par rapport au fil de cuivre traditionnel. Les pertes de phase entra�n�es par l'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) d'une fibre de verre homog�ne constituaient le principal obstacle � l'utilisation courante de la fibre optique. En 1970, trois scientifiques de la compagnie Corning Glass Works de New York (New York , en anglais New York City (officiellement, City of New York) pour la distinguer de l’�tat de New York, est la principale ville des �tats-Unis, elle compte a...), Robert Maurer, Peter Schultz et Donald Keck, produisirent la premi�re fibre optique avec des pertes de phase suffisamment faibles pour �tre utilis�e dans les r�seaux de t�l�communications (20 d�cibels par kilom�tre�; aujourd'hui la fibre conventionnelle affiche des pertes de moins de 0,25 d�cibel par kilom�tre (Le m�tre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unit� de base de longueur du Syst�me international. Il est d�fini comme la distance parcourue par la lumi�re dans le...) pour la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation r�versible de propri�t�s physiques locales. Elle transporte de l'�nergie sans transporter de...) 1550 nm. utilis�e dans les t�l�communications). Leur fibre optique �tait en mesure de transporter 65�000 fois plus d'informations qu'un simple c�ble de cuivre, ce qui correspondait au rapport des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde transporte aussi de la...) utilis�es. Le premier syst�me de communication t�l�phonique optique fut install� au centre-ville (Le centre-ville est le cœur de la ville. Il est également appelé hypercentre dans le cas des grandes agglomérations. C'est le lieu des...) de Chicago (Chicago est une m�gapole des �tats-Unis, situ�e dans la partie nord du Middle West, � 1 280 kilom�tres � l'ouest de New York et � plus de 3 200 kilom�tres au nord-est de Los...) en 1977. En France, la DGT a install� la premi�re liaison optique � Paris (Paris est une ville fran�aise, capitale de la France et le chef-lieu de la r�gion d’�le-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de la Seine en...) entre les centraux t�l�phoniques des Tuileries et Philippe-Auguste. On estime qu'aujourd'hui plus de 80�% des communications � longue distance sont transport�es le long de plus de 25 millions de kilom�tres de c�bles � fibres optiques partout dans le monde (Le mot monde peut d�signer :). La fibre optique s'est, dans une premi�re phase (1984 � 2000), limit�e � l'interconnexion des centraux t�l�phoniques, eux-seuls n�cessitant de forts d�bits. Cependant, avec la baisse des co�ts entra�n�e par sa fabrication en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) et les besoins croissants des particuliers en tr�s haut d�bit (Le terme de très haut débit (ou THD) fait référence à des capacités d'accès à internet supérieures à celle de l'accès par l'ADSL dans...), on envisage depuis 2005 son arriv�e m�me chez les particuliers�: FTTH (FTTH est l'abr�viation du terme anglais Fiber To The Home, signifiant litt�ralement en fran�ais ��fibre jusqu'au foyer��. Il s'agit du nom d'une technologie visant � concurrencer les technologies xDSL en installant de la fibre optique...) ((en)Fiber To The Home), FTTB ((en)Fiber To The Building), FTTC ((en)Fiber To The Curb), etc. Principe La fibre optique est un guide d'onde qui exploite les propri�t�s r�fractrices de la lumi�re. Elle est habituellement constitu�e d'un cœur entour� d'une gaine. Le cœur de la fibre a un indice de r�fraction (L'indice de r�fraction provient du ph�nom�ne de r�fraction qui d�signe le changement de direction de la lumi�re au passage d'un milieu � un autre. La notion d'indice a d'abord �t� introduite empiriquement...) l�g�rement plus �lev� (diff�rence de quelques milli�mes) que la gaine et peut donc confiner la lumi�re qui se trouve enti�rement r�fl�chie de multiples fois � l'interface (Une interface est une zone, r�elle ou virtuelle qui s�pare deux �l�ments. L’interface d�signe ainsi ce que chaque �l�ment a besoin de conna�tre de l’autre pour pouvoir fonctionner correctement.) entre les deux mat�riaux (Un mat�riau est une mati�re d'origine naturelle ou artificielle que l'homme fa�onne pour en faire des objets.) (en raison du ph�nom�ne de r�flexion totale interne). L’ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) est g�n�ralement recouvert d’une gaine plastique de protection. Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique � l'une de ses extr�mit�s avec un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) ad�quat, il subit de multiples r�flexions totales internes. Ce rayon se propage alors jusqu'� l'autre extr�mit� de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag. La propagation de la lumi�re dans la fibre peut se faire avec tr�s peu de pertes m�me lorsque la fibre est courb�e. Une fibre optique est souvent d�crite selon deux param�tres�: la diff�rence d'indice normalis�, qui donne une mesure du saut d'indice entre le cœur et la gaine�: , o� nc est l'indice de r�fraction (En physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie — le ph�nom�ne de r�fraction est la d�viation d'une onde lorsque la vitesse de celle-ci change entre deux milieux....) du cœur, et ng celui de la gaine. l'ouverture num�rique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par...) de la fibre ((en) numerical aperture), qui est concr�tement le sinus (En math�matiques, les fonctions trigonom�triques sont des fonctions d'angle importantes pour �tudier les triangles et mod�liser des ph�nom�nes p�riodiques. Elles peuvent �tre d�finies comme...) de l'angle d'entr�e maximal de la lumi�re dans la fibre pour que la lumi�re puisse �tre guid�e sans perte, mesur� par rapport � l'axe de la fibre. L'ouverture num�rique est �gale � . Principe d'une fibre optique � saut d'indice Il existe plusieurs types de fibre optique. Dans la fibre � saut d'indice, l'indice de r�fraction change brutalement entre le cœur et la gaine. Dans la fibre � gradient d'indice, ce changement d'indice est beaucoup plus progressif. Dans les fibres � cristaux photoniques, l'�cart d'indice entre les diff�rents mat�riaux (en g�n�ral la silice et l'air) est beaucoup plus important. Dans ces conditions, les propri�t�s physiques du guidage diff�rent sensiblement des fibres � saut d'indice et � gradient d'indice. Dans le domaine des t�l�communications optiques, le mat�riau (Un mat�riau est une mati�re d'origine naturelle ou artificielle que l'homme fa�onne pour en faire des objets.) privil�gi� est la silice tr�s pure car elle pr�sente des pertes optiques tr�s faibles. Quand l'att�nuation (Perte d'intensit� et amplitude d'un signal...) n'est pas le principal crit�re de s�lection, on peut �galement mettre en œuvre des fibres en mati�re (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide,...) plastique. Un c�ble de fibres optiques contient en g�n�ral plusieurs paires de fibres, chaque fibre conduisant un signal dans chaque sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive...). Lorsqu'une fibre optique n'est pas encore aliment�e, on parle de fibre optique noire (La fibre optique noire d�signe une fibre optique brute install�e mais qui n'est pas encore activ�e, ni � plus forte raison, utilis�e. Elle est appel�e ainsi car elle n'est pas encore aliment�e par une source lumineuse.). Fabrication d'une fibre optique de silice La premi�re �tape est la r�alisation d'un barreau de silice tr�s pure, d'un diam�tre (Dans un cercle ou une sph�re, le diam�tre est un segment de droite passant par le centre et limit� par les points du cercle ou de la sph�re.) de plusieurs centim�tres. La composition au cœur du barreau est adapt�e de fa�on � modifier l'indice de r�fraction du verre. On utilise en particulier le germanium pour augmenter l'indice. Il existe diff�rents proc�d�s pour obtenir ce barreau�: d�p�t de couches dans un tube de quartz (CVD), d�p�t externe autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) d'un mandrin (OVPO), d�p�t axial (VAD). Tous font appel � des r�actions en phase vapeur (), ce qui permet d'obtenir un mat�riau tr�s pur. Les dopants sont inject�s sous forme de chlorures (gazeux) dans le tube, oxyd�s au passage du chalumeau, et les suies se d�posent en aval du chalumeau. Un autre passage du chalumeau, � plus haute temp�rature (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du...), vitrifie le d�p�t obtenu. Le tube est ensuite assoupli par un chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) plus fort, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en restant en rotation, et se r�tr�cit lentement. Un dernier passage du chalumeau, plus lent et soigneusement contr�l� pour �viter la formation de bulles, referme le tube. Le barreau subit ensuite un �tirage dans une tour de fibrage, en pla�ant l'extr�mit� dans un four (Un four est une enceinte maçonnée ou un appareil, muni d'un système de chauffage puissant, qui transforme, par la chaleur les produits et les objets. En cuisine, il...) port� � une temp�rature voisine de 2�000��C. Il est alors transform� en une fibre de plusieurs centaines de kilom�tres, � une vitesse (On distingue :) de l'ordre du kilom�tre par minute ( Forme premi�re d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie g�ologique ; la minute de terrain est la carte originale, au...). La fibre est ensuite rev�tue d'une double couche de r�sine protectrice (cette couche peut �tre d�pos�e par la tour de fibrage, juste apr�s l'�tirement) avant d'�tre enroul�e sur une bobine. Cette couche est particuli�rement importante pour �viter toute humidit�, car la fibre devient cassante sous l'effet de l'eau�: l'hydrog�ne (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) interagit avec la silice, et toute faiblesse ou micro-entaille est amplifi�e. Caract�ristiques Les principaux param�tres qui caract�risent les fibres optiques utilis�es pour les transmissions sont les suivants�: Att�nuation Ann�e (Une ann�e est une unit� de temps exprimant la dur�e entre deux occurrences d'un �v�nement li� � la r�volution de la Terre autour du Soleil.) Pertes (dB/km) Longueur d'onde (nm) Entreprise 1970 20 Corning Glass Work 1974 2 - 3 1�060 ATT, Bell Labs 1976 0,47 1�200 NTT, Fujikura 1979 0,20 1�550 NTT 1986 0,154 1�550 Sumitomo 2002 0,1484 1�570 Sumitomo L'att�nuation caract�rise l'affaiblissement du signal au cours de la propagation. Soient P0 et PL les puissances � l’entr�e et � la sortie d'une fibre de longueur L. L'att�nuation lin�aire se traduit alors par une d�croissance exponentielle (La fonction exponentielle est l'une des applications les plus importantes en analyse, ou plus g�n�ralement en math�matiques et dans ses domaines d'applications. Il existe...) de la puissance en fonction de la longueur de fibre�: PL = P0e − αL o� α est le coefficient (En math�matiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui d�pend d'un certain objet, comme une variable (par exemple, les coefficients d'un polyn�me), un espace...) d’att�nuation lin�aire. On utilise souvent le coefficient αdB exprim� en dB/km et reli� � α par αdB = 4.343α: Le principal atout des fibres optiques est une att�nuation extr�mement faible. L'att�nuation va varier suivant la longueur d'onde. La diffusion Rayleigh (La diffusion Rayleigh est un mode de diffusion des ondes (par exemple �lectromagn�tiques ou sonores) dont la longueur d'onde est tr�s sup�rieure � la taille des...) limite ainsi les performances dans le domaine des courtes longueurs l'onde (domaine du visible et du proche infrarouge). Un pic d'absorption ( En optique, l'absorption se r�f�re au processus par lequel l'�nergie d'un photon est prise par une autre entit�, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'�nergie �lectronique. Le photon est d�truit lors...), d� � la pr�sence de radicaux -OH dans la silice, pourra �galement �tre observ� autour de 1�385�nm. Les progr�s les plus r�cents dans les techniques de fabrication permettent de r�duire ce pic. Les fibres en silice connaissent un minimum d'att�nuation vers 1�550�nm. Cette longueur d'onde du proche infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement �lectromagn�tique d'une longueur d'onde sup�rieure � celle de la lumi�re visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) sera donc privil�gi�e pour les communications optiques. De nos jours (Le jour ou la journ�e est l'intervalle qui s�pare le lever du coucher du Soleil ; c'est la p�riode entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil �clairent le ciel. Son d�but (par rapport � minuit heure locale) et sa dur�e...), la ma�trise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs...) des proc�d�s de fabrication permet d’atteindre couramment une att�nuation aussi faible que 0,2�dB/km � 1�550�nm�: apr�s 100 km de propagation, il restera donc encore 1�% de la puissance initialement inject�e dans la fibre, ce qui peut �tre suffisant pour une d�tection. Si l'on d�sire transmettre l'information sur des milliers de kilom�tres, il faudra avoir recours � une r�amplification p�riodique du signal, le plus g�n�ralement par l'interm�diaire d'amplificateurs optiques qui allient simplicit� et fiabilit� (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.). Il est � noter que le signal subira des pertes suppl�mentaires � chaque connexion entre fibres, que ce soit par des traverses ou bien par soudure, cette derni�re technique r�duisant tr�s fortement ces pertes. Dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde ne se propagent...) chromatique La dispersion chromatique est exprim�e en ps/(nm�km) et caract�rise l'�talement du signal li� � sa largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la plus petite des deux mesures d'un rectangle,...) spectrale (deux longueurs d'ondes diff�rentes ne se propagent pas exactement � la m�me vitesse). Cette dispersion d�pend de la longueur d'onde consid�r�e et r�sulte de la somme de deux effets�: la dispersion propre au mat�riau, et la dispersion du guide, li�e � la forme du profil d'indice. Il est donc possible de la minimiser en adaptant le profil. Pour une fibre en silice, le minimum de dispersion se situe vers 1300-1310 nm. Non-lin�arit� Un canal de transmission est dit non lin�aire lorsque sa fonction de transfert d�pend du signal d’entr�e. L'effet Kerr, la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait r�f�rence � une notion de � distribution �, de � mise � disposition � (diffusion d'un...) Raman et l'effet Brillouin sont les principales sources de non lin�arit� dans les fibres optiques. Dispersion modale de polarisation ( la polarisation des ondes �lectromagn�tiques ; la polarisation d�e aux moments dipolaires dans les mat�riaux di�lectriques ; En �lectronique, la polarisation est le fait d'appliquer une tension pour...) (PMD) La dispersion modale de polarisation (PMD) est exprim�e en ps/km� et caract�rise l'�talement du signal. Ce ph�nom�ne est d� � des d�fauts dans la g�om�trie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le...) des fibres optiques qui entra�nent une diff�rence de vitesse de groupe entre les modes se propageant sur diff�rents axes de polarisation de la fibre. Longueur d'onde de coupure et fr�quence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence...) normalis�e La longueur d'onde de coupure est la longueur d'onde λc en dessous de laquelle la fibre n'est plus monomode. Ce param�tre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) est reli� � la fr�quence normalis�e, not�e V, qui d�pend de la longueur d'onde λ, du rayon de cœur a de la fibre et des indices du cœur nc et de la gaine ng (voir image 'Principe d'une fibre optique � saut d'indice' pour les notations). La fr�quence normalis�e est exprim�e par�: Une fibre est monomode pour une fr�quence normalis�e V inf�rieure � 2,405. Des abaques fournissent la constante de propagation normalis�e, not�e B, en fonction de la fr�quence normalis�e pour les premiers modes. Fibres monomodes et multimodes Les fibres optiques peuvent �tre class�es en deux cat�gories selon leur diam�tre et la longueur d'onde utilis�e�: Les fibres multimodes, ont �t� les premi�res sur le march�. Elles ont pour caract�ristiques de transporter plusieurs modes (trajets lumineux) simultan�ment. Du fait de la dispersion modale, on constate un �talement temporel du signal. En cons�quence, elles sont utilis�es uniquement pour des bas d�bits et de courtes distances. La dispersion modale peut cependant �tre minimis�e (� une longueur d'onde donn�e) en r�alisant un gradient d'indice dans le cœur de la fibre. Elles sont caract�ris�es par un diam�tre de cœur de plusieurs dizaines � plusieurs centaines de microm�tres (les cœurs en multimodes sont de 50 ou 62,5 �m pour le bas d�bit). Pour de plus longues distances et/ou de plus hauts d�bits, on pr�f�re utiliser des fibres monomodes (dites SMF, pour Single Mode Fiber), qui sont technologiquement plus avanc�es car plus fines. Une fibre monomode n'a pas de dispersion intermodale. En revanche, il existe un autre type de dispersion�: la dispersion intramodale. Son origine est la largeur finie du train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des...) d'onde d'�mission qui implique que l'onde n'est pas strictement monochromatique�: toutes les longueurs d'onde ne se propagent pas � la m�me vitesse dans le guide ce qui induit (L'induit est un organe g�n�ralement �lectromagn�tique utilis� en �lectrotechnique charg� de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en �lectricit�...) un �largissement de l'impulsion dans la fibre optique. On l'appelle aussi dispersion chromatique (cf. plus haut "�Dispersion chromatique�"). Ces fibres monomodes sont caract�ris�es par un diam�tre de cœur de seulement quelques microm�tres (le cœur monomode est de 9 �m pour le haut d�bit). Notes et r�f�rences Bibliographie (en) Jeff Hecht, City of Light, The Story of Fiber Optics, Oxford University Press, New York, 1999 (ISBN 0-19-510818-3) Source: Wikip�dia publi�e sous licence CC-BY-SA 3.0.
Vous pouvez soumettre une modification � cette d�finition sur cette page.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Chaleur massique
Moteur � explosion
Centrale �lectrique
Scruter l'infiniment petit pour cr�er des infrastructures plus durables
Des batteries de grande capacit� � charge ultra rapide
Un mat�riau r�sistant innovant inspir� de la nacre
Battenice: une batterie rechargeable fine comme du papier
Oscillation des neutrinos: pari gagn� pour Opera