Fibres optiques RAPPELS THÉORIQUES

 

 


ATTÉNUATION PAR INSERTION 

1- Atténuation

2- Mécanismes de l'atténuation

2 - 1 Absorption

2 - 2 Diffusion

Diffusion de RAYLEIGH.

2 - 3 Effets combinés de l'atténuation différentielle et du couplage des modes ; notion de longueur d'équilibre des modes.

 

* Une liaison à fibre optique nécessite toujours un couplage source-fibre ou fibre-détecteur ; celui ci est réalisé par des connecteurs d'extrémité. Une liaison peut également nécessiter le raccordement de fibres entre elles. Cette connexion peut être démontable (connecteurs fibre à fibre) ou permanente (épissurage, jointage). Toute interconnexion doit causer le minimum de pertes.

1- ATTENUATION INTRINSEQUE.

* Elle est due à l'assemblage de deux optiques de caractéristiques opto-géométriques différentes.

1 - 1 - Diamètres de cœur différents

* Pour cette manipulation, on utilisera la fibre monomode, de diamètre 8 µm et une fibre multimode de diamètre 50 µm. Si l'on suppose, en première approche, l'énergie répartie de manière homogène dans les fibres, l'affaiblissement, dans le sens de transmission gros cœur vers petit cœur, est :
A = 20 log D2/ D1
La fibre comporte deux parties d'indices différents.

1- 2 - Ouvertures numériques différentes

* On peut relativement bien approximer l'expérimentation par :
A(dB) = 0,1 log(ON1/ON2)

1- 3 - Profils d'indice différents

* Si l'on connecte une fibre à saut d'indice avec une fibre à gradient d'indice, la perte est voisine de 3 dB.

1- 4 - Combinaison des phénomènes

* Les tolérances de fabrication des fibres donnent lieu à des pertes de couplage.

2- ATTENUATION EXTRINSEQUE.

2 - 1 Excentrement des fibres

* La correspondance entre courbes théorique et expérimentale, montre que la répartition de puissance dans la fibre est uniforme. Les valeurs d'atténuation sont liées aux conditions d'injection dépendant ici de l'excentrement y.
Les deux extrémités des fibres ont leurs axes décalés.

2 - 2 Ecartement de faces

* En supposant une répartition uniforme de l'énergie, pour une fibre à saut d'indice :
A = 20 log (( R + X tg aa ) / R )

Les extrémités des fibres ne se touchent pas.

* Les courbes expérimentales montrent que le défaut d'écartement des faces est moins critique que l'excentrement.

2 - 3 Ecart angulaire

A = 20 log ((1 - cos(aa - q ) / ( 1 - cos a a )) ; avec sin a a = O.N

* L'ordre de grandeur à retenir est qu'un écart angulaire de 1 degré peut produire une atténuation de 0,5 dB.

Les axes des fibres ne sont pas colinéaires.

2 - 4 Autres défauts de la connexion

* La non-perpendicularité des faces (écart de 2 à 3 degrés) provoque une atténuation de 0,3 dB ; la rugosité des faces (r = 5 µm) donne également 0,3 dB de perte. Conclusion, il faut que les deux faces optiques en contact de la connexion soient parfaitement sciées et polies.
Les faces des fibres ne sont pas planes et/ou perpendiculaires aux axes.