Qu'est-ce que la fibre à indice de pas?
Définition de la fibre à indice de réfraction en palier
Définition : Une fibre à indice de réfraction en palier est un type de fibre optique classé selon sa distribution d'indice de réfraction. En tant que guide d'ondes optiques, elle présente un indice de réfraction constant au sein du cœur et un autre indice de réfraction constant dans le gaine. Il est important de noter que l'indice de réfraction du cœur est légèrement supérieur à celui du gaine, avec un changement soudain se produisant à l'interface cœur-gaine - d'où le terme "en palier".
Le profil d'indice de réfraction d'une fibre à indice de réfraction en palier est illustré dans la figure ci-dessous :
Propagation dans les fibres à indice de réfraction en palier
Lorsqu'un rayon lumineux se propage à travers une fibre optique à indice de réfraction en palier, il suit un trajet en zigzag composé de lignes droites, un phénomène rendu possible par la réflexion totale interne à l'interface cœur-gaine.
Mathématiquement, le profil d'indice de réfraction d'une fibre à indice de réfraction en palier est exprimé comme suit :
a est le rayon du cœur ; r est la distance radiale
Modes de la fibre à indice de réfraction en palier
Fibre monomode à indice de réfraction en palier
Dans une fibre monomode à indice de réfraction en palier, le diamètre du cœur est si extrêmement petit qu'il ne permet qu'un seul mode de propagation, signifiant qu'un seul rayon lumineux traverse la fibre. Cette caractéristique unique élimine la distorsion causée par les différences de retard entre plusieurs rayons.
La propagation d'un rayon lumineux à travers une fibre optique monomode à indice de réfraction en palier est illustrée dans la figure ci-dessous :
Caractéristiques de la fibre monomode à indice de réfraction en palier
Le diamètre du cœur ici est remarquablement étroit, permettant uniquement un mode de propagation à travers la fibre. Généralement, la taille du cœur varie de 2 à 15 micromètres.
Fibre multimode à indice de réfraction en palier
Dans les fibres multimodes à indice de réfraction en palier, le diamètre du cœur est suffisamment grand pour permettre plusieurs modes de propagation, signifiant que plusieurs rayons lumineux peuvent traverser la fibre simultanément. Cependant, cette propagation simultanée de plusieurs rayons cause une distorsion due aux différences de leur retard de propagation.
La propagation des rayons lumineux à travers une fibre optique multimode à indice de réfraction en palier est montrée dans la figure ci-dessous :
Caractéristiques du cœur de la fibre multimode
La figure ci-dessus montre clairement que le diamètre du cœur est suffisamment grand pour permettre plusieurs chemins de propagation. Généralement, la taille du cœur varie de 50 à 1000 micromètres.
Variation de l'indice de réfraction dans les fibres à indice de réfraction en palier
Il convient de noter que le profil d'indice de réfraction des fibres à indice de réfraction en palier est caractérisé par :
Source lumineuse et caractéristiques des fibres à indice de réfraction en palier
Les diodes électroluminescentes (DEL) sont les principales sources lumineuses utilisées dans ces fibres.
Avantages des fibres à indice de réfraction en palier
Inconvénients des fibres à indice de réfraction en palier
Applications des fibres à indice de réfraction en palier
Les fibres à indice de réfraction en palier sont principalement utilisées dans les connexions de réseau local (LAN). Ceci est dû au fait que leur capacité de transmission d'informations est inférieure à celle des fibres à indice de réfraction graduel.
