La lumière

Avant de voir plus en détail ce que sont les fibres optiques, nous devons savoir que le signal transporté n'est plus de nature électrique, mais bien lumineux.
Il serait peut-être bon de comprendre certains aspects de la lumière, afin de mieux cerner les principes des transmissions par fibres optiques.

Pour les impatients, vous pouvez passer directement à la section fibres optiques.

 

L'histoire et la lumière

  • Le phénomène de guidage de la lumière par un conduit transparent est observé dès l'antiquité, lors des découvertes des techniques de fabrication du verre par les grecs.
  • Au XVè siècle, les verriers vénitiens utilisent les propriétés de conduction de la lumière par des baguettes en verre, pour réaliser des fleurs en fils de verre.
  • En 1870, le physicien anglais Tyndall remarque la propagation de la lumière dans un jet d'eau par des réflexions multiples (dues aux différences d'indices de réfraction de l'air et de l'eau).
  • En 1870 également, Graham Bell teste un système transportant la parole par l'intermédiaire de la lumière, sur plusieurs centaines de mètres.
  • En 1930, les premières expériences systématiques sur fils de verre sont réalisées en Allemagne.
  • En 1950, trois chercheurs développent l'endoscope.
  • En 1960, le LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiations) est né.
  • En 1978, une liaison expérimentale est réalisée entre les centraux téléphoniques de Bruxelles et Vilvoorde.

 

Principes de la lumière

Deux éléments sont à prendre en compte lors de l'étude de la lumière :

  • L'aspect ondulatoire : Maxwell (XIXè siècle) démontre qu'il s'agit d'une onde transverse et électromagnétique (TEM).
    schema onde électromagnétique
  • L'aspect corpusculaire : le photon.
    Einstein nous a appris qu'il est possible de déterminer l'énergie de chaque photon.
    E1ph = h . f
    • h -> constante de Planck (6,62 10-34js).
    • f-> fréquence du photon.

A ne pas oublier :

  • L'effet photoélectrique est la transformation d'un électron en photon (de l'électricité vers la lumière).
  • λ = c/f
    • λ = longueur d'onde.
    • c = vitesse de propagation de la lumière dans le vide (300.000 Km/s).
    • f = fréquence.

La lumière est une part du spectre électromagnétique de l'infrarouge aux ultraviolets, les longueurs d'ondes allant de 780nm pour le rouge jusqu'à 380 nm pour le violet.
Dans cette gamme de fréquences, il existe trois fenêtres dont les conditions sont propices à la transmission de données via un support optique : 850nm, 1300nm et 1550nm.

Remarque sur les fenêtres de fréquences

La fenêtre de 850nm est à présent inutilisée, suite aux évolutions techniques.
schema fenêtres de fréquences

En effet, la courbe idéale est serrée de plus en plus près grâce aux nouvelles techniques appliquées au core et au cladding.

 

Position de la lumière dans le spectre électromagnétique

Position de la lumière dans le spectre électromagnétique

 

Document créé le 26/07/2003, dernière modification le 26/10/2018
Source du document imprimé : https://www.gaudry.be/lumiere.html

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