Présentation
L'atténuation très faible (minimum théorique à 0, 16 dB/km) est un avantage déterminant des fibres optiques de silice par rapport à tous les autres supports de transmission matériels. Elle doit donc être mesurée avec précision lors de la fabrication de la fibre, mais on doit pouvoir refaire ces mesures tout au long de la vie de la liaison, car divers facteurs peuvent la dégrader (contraintes exercées par les matériaux du câble, fortes courbures, réparations…). 3. 1 Causes d'atténuation dans les fibres optiques
L'atténuation intrinsèque provient de phénomènes physiques d'absorption et de diffusion dans le matériau du cœur, et se traduit par un terme d'atténuation linéïque α, en dB/km, qui signifie que la puissance transmise à une distance L est donnée par:
( 21)
P 0 est la puissance qui a été effectivement couplée dans le cœur de la fibre. Comme on le verra, ce terme est délicat à mesurer correctement et diverses méthodes ont été mises au point. L'atténuation dépend du matériau et de la longueur d'onde λ [E 7 110].
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Dans les fibres de silice, la courbe α ( λ) fait apparaître deux phénomènes (figure 17):
la diffusion Rayleigh, due à l'interaction de la lumière avec le matériau, qui la diffuse de façon relativement isotrope. C'est un phénomène général à tous les milieux désordonnés (verres, liquides, gaz) à cause de leur inhomogénéité à l'échelle... TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT. I. :
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BIBLIOGRAPHIE
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MUR (J. M. ) -
Les fibres optiques, notions fondamentales. -
Éditions ENI (2015). (2) -
LECOY (P. ) -
Communications par fibres optiques. Hermès-Lavoisier (2015). (3) -
JEUNHOMME (L. ) -
Single-mode fiber optics. Dekker (1993). (4) -
MICHALZIK (R. ) -
VCSELs, fundamentals, technology and applications of vertical cavity surface emitting lasers.
L'atténuation dans un système électrique est la perte ou la réduction de l'amplitude ou de la force d'un signal lorsqu'il passe sur sa longueur. À mesure que le signal traverse le conducteur en fil de cuivre, une partie du signal est absorbée. L'atténuation est le résultat de la résistance dans le conducteur et des pertes diélectriques associées qui est exagérée par des longueurs de parcours plus longues et des signaux de fréquence plus élevée. Il est possible de réduire l'atténuation en améliorant les propriétés diélectriques de l'isolation et en augmentant la taille du conducteur. L'atténuation est exprimée en unités appelées décibels (dBs). Si l'atténuation est liée à la puissance du signal, la formule est donnée par:
A (puissance) = 10 log10 (Ps / Pd)
Ps = puissance à la source
Pd = puissance à destination
Si l'atténuation est exprimée en tension, l'atténuation de la formule devient:
A (tension) = 20 log10 (Vs / Vd)
Vs = tension à la source
Vd = tension à destination
L'atténuation est souvent exprimée en dB par pied, mètre, kilomètre, etc. Plus la valeur d'atténuation est faible sur toute mesure de distance donnée, plus le câble est efficace.
La quantification des pertes est calculée suivant la loi de décroissance de la puissance optique de Beer-Lambert:
P (en W) désigne la puissance optique en fonction de la longueur z(en m) et α m est le coefficient d'atténuation (en m -1). On obtient ainsi le bilan d'entrée sortie de la fibre pour une longueur L:
On peut alors calculer le coefficient d'atténuation A exprimé en dB/km:
Les pertes en dB sont obtenues par:
En prenant en compte la distance, on obtient la formule:
avec A en dB/km, C en dB et L en km
Le graphique suivant décrit l'atténuation A en dB/km en fonction de la longueur d'onde λ en µm. La diffusion Rayleigh est due aux fluctuations microscopiques de densité du matériau. L'atténuation par absorption du matériau peut être:
Intrinsèque:
Résonances électroniques: λ < 0. 4 μm (UV)
Résonances vibrationnelles (réseau atomique):λ > 7 μm (IR)
Extrinsèque:
Impuretés dans le cœur de la fibre
Exemples: Métaux, Dopants, Ions OH
-en I, dioptre air/cœur et d'après la relation de Descartes: n 1* sin i1= n 2*sini2 n air sin α i = n 1 sin r 1*sin α i = n 1 sin r sin α i = n 1 sin r angle maximale du rayon réfracté= 90° n 1 sin i = n 2 sin 90 sin i = n 2 /n 1 = 1, 41 / 1, 46 = 0, 966 et arcsin(0, 966)= 74, 96°; i = 74, 96° l'angle entre le rayon réfracté et la normale est donc de au moins 74, 96°. Or on sait que les angles i et r sont complémentaires: 180°-90°-74, 96= 15, 04 soit: sin r = cos i = cos 74, 96 = 0, 259.
Le rapport entre la puissance lumineuse
reçue par la fibre Pr et la puissance lumineuse Pe émise par la source de
lumière (diode DEL, diode Laser) s'appelle coefficient de couplage et se note c. Les pertes par injection sont définies par:
Pi(dB)= (c)
par absorption: il y a deux types de pertes par absorption, les
absorptions intrinsèques et extrinsèques
Absorptions
intrinsèques:
Due
aux vibrations de liaisons
Ce mécanisme d'absorption correspond à l'excitation de vibrations du réseau
formé par les atomes du matériau. Ce mécanisme d'absorption n'est important que
si la fréquence de l'onde électromagnétique est voisine de la fréquence
d'oscillation de la liaison entre les atomes,
soit la liaison Si- O dans la silice. A cette fréquence de vibration
correspond des longueurs d'onde entre 8 et 12 µm, soit assez loin dans
l'infrarouge. Toutefois, des longueurs d'onde plus courtes contribuent encore
faiblement à l'absorption par excitation de vibrations du réseau. Absorption électronique
Le niveau d'énergie permis des électrons se trouve dans des bandes.
Nom du produit: Bink and Smacker Version du produit: 1. 9e Commentaires: Thank you for using Bink and Smacker! Marques de commerce légales: Bink and Smacker are trademarks of RAD Game Tools, Inc. ✻ Portions de données de fichiers fournies par Exiftool (Phil Harvey) distribuées sous la licence de Perl Artistic.
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