1. Structure des fibres optiques
Unfibre optique(OF) est une fibre diélectrique transparente utilisée pour guider la lumière. Une fibre optique pratique se compose de plusieurs couches de supports transparents, généralement divisées en trois couches :
Cœur: Situé au centre de la fibre (diamètre 5~80μm), composé de silice de haute-pureté, dopée avec une petite quantité de dopants (par exemple, dioxyde de germanium, pentoxyde de phosphore) pour augmenter son indice de réfraction (n1). Pour les fibres de communication, le diamètre du noyau est de 5 à 10 μm (fibre monomode-) ou de 50 à 80 μm (fibre multi-mode).
Bardage: Autour du noyau (diamètre ~125μm), composé de silice de haute-pureté avec une petite quantité de dopants (ex : trioxyde de bore), destinés à réduire son indice de réfraction (n2), légèrement inférieur à celui du noyau). Le revêtement peut être mono-couche ou multi-couche.
Revêtement: La couche la plus externe (en acrylate, caoutchouc de silicone ou nylon), remplissant une fonction de protection. Il comprend un revêtement primaire et un revêtement secondaire (gaine). Après enduction, le diamètre extérieur de la fibre est d'environ 1,5 cm.
2. Classification des fibres optiques
Il existe 4 méthodes principales de classification des fibres optiques : elles peuvent également être classées par composition (par exemple, fibres de silice, fibres contenant du fluorure-, fibres plastiques, etc.).
(1) Classification par profil d'indice de réfraction de la section transversale de la fibre-
Divisé enFibre à indice de marche (SIF)etFibre à indice gradué (GIF).
Fibre d'indice de pas: Les indices de réfraction du cœur et de la gaine sont uniformes (notés respectivement \\(n_1\\) et \\(n_2\\)), avec un changement progressif à l'interface entre le cœur et la gaine. Le profil d'indice de réfraction s'exprime comme suit :
Il s'agissait d'une première structure de fibre, progressivement remplacée par des fibres à indice gradué dans les fibres multi-modes, mais elle a regagné l'attention en tant que structure courante dans les fibres monomodes-.
Fibre à indice gradué: L'indice de réfraction au niveau de l'axe du noyau (n1) est le plus grand, diminuant progressivement le long de la direction radiale (suivant une loi parabolique), et descend jusqu'à l'indice de réfraction de la gaine (n2) à l'interface du noyau-gaine ; l'indice de réfraction de la gaine est uniforme (n2)
Le profil d'indice de réfraction s'exprime comme suit :
Où : g est l'exposant du profil de l'indice de réfraction ; (a1) est le rayon du noyau ; (Delta) est la différence relative de l'indice de réfraction
Fonctionnalité : Réduit la dispersion modale dans les fibres multi-modes et augmente la capacité de transmission.
(2) Classification par nombre de modes de propagation
Divisé enFibre multimode-(MMF)etFibre monomode (SMF).
Fibre multimode-: Pour une longueur d'onde de fonctionnement donnée, plusieurs modes de transmission existent dans la fibre. Le profil d'indice de réfraction de la section transversale-peut être uniforme (mode étape-indice multi-) ou non-uniforme (mode gradué-indice multi-). Caractéristiques : mauvaises caractéristiques de transmission, bande passante étroite, petite capacité de transmission.
Fibre monomode : Pour une longueur d'onde de fonctionnement donnée, un seul mode de transmission (le mode fondamental) existe dans la fibre, sans différence de délai intermodal. Caractéristiques : Bande passante beaucoup plus grande que celle des fibres multi-modes, adaptée à une transmission à haute vitesse-.
(3) Classification par longueur d'onde de fonctionnement
Divisé enFibres-de longueur d'onde courteetFibres-longues d'onde longues.
Fibres-de longueur d'onde courte: Longueur d'onde 0,6 ~ 0,9 μm (valeur typique 0,85 μm), un des premiers produits, rarement utilisé aujourd'hui.
Fibres-longues d'onde longues: Longueur d'onde 1,0 ~ 2,0 μm (valeurs typiques 1,31 μm, 1,55 μm). Dans cette bande, les fibres de silice ont une faible atténuation et une faible dispersion des matériaux. Caractéristiques : faible atténuation, large bande passante, adaptée aux communications longue -distance et grande -capacité.
(4) Classification par type de gaine
Divisé enFibres serrées-tamponnéesetFibres de tube-libres.
Fibres serrées-tamponnées: Les revêtements secondaire et tertiaire sont étroitement liés au revêtement primaire, au noyau et à la gaine. Inconvénient : les caractéristiques de température se dégradent après le gainage (le matériau de gainage a un coefficient de dilatation élevé ; le retrait à basse température - provoque une microcourbure de la fibre, augmentant l'atténuation).
Fibres de tube-libres : La fibre pré-enduite-est placée sans serrer dans un tube en plastique, sans revêtement secondaire ou tertiaire.Avantages : Processus de fabrication simple ; de meilleures caractéristiques d'atténuation-température et propriétés mécaniques que les fibres à tampon serré-, de plus en plus largement utilisées.
