Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
En télécommunications optiques, les signaux sont transmis à une source lumineuse puis véhiculés par la fibre optique jusqu’à un système de détection. Des composants permettant de relier des fibres entre elles ou aux sources et détecteurs comme les connecteurs et les coupleurs ou qui travaillent en ligne comme les multiplexeurs et les amplificateurs ont été réalisés avec des fibres ou en optique intégrée. Le but de cet article est de décrire les composants réalisés à base de fibres optiques et d’en donner leurs caractéristiques.
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In optical telecommunications, signals are transmitted to a light source and then propagated by the optical fiber to a detection system. Components used to connect fibers together or fibers to sources and detectors, as connectors and couplers, or working online as multiplexers and amplifiers were made with fibers or integrated optics. The purpose of this paper is to describe the fiber-based components and give their characteristics.
Auteur(s)
-
Isabelle VERRIER : Chargée de recherche CNRS - Laboratoire H. Curien UMR 5516 Université de Saint-Étienne
-
Jean-Pierre GOURE : Professeur émérite - Laboratoire H. Curien UMR 5516 Université de Saint-Étienne
INTRODUCTION
Les fibres optiques sont actuellement parmi les éléments clés du développement des télécommunications et ont permis l'arrivée du haut puis du très haut débit dans les communications optiques où les signaux (téléphonie, données, télévision) sont transmis à une source lumineuse puis véhiculés par des fibres optiques jusqu'à un système de détection. Les progrès n'ont cessé avec, depuis quelques années, la transmission au térabit/s par multiplexage chromatique (DWDM : Dense Wavelength Division Multiplexing). De plus, les fibres optiques interviennent dans d'autres domaines : l'instrumentation, l'endoscopie, les capteurs, l'avionique, l'éclairage....
Les avantages des fibres optiques sont nombreux : importantes capacités de transmission, absence d'interférences entre liaisons parallèles (diaphonie), affaiblissement des signaux très réduits, insensibilité aux perturbations électromagnétiques, isolation électrique, intégrité de la transmission, faible poids, faible encombrement.
Le développement des télécommunications optiques nécessite des composants d'extrémités tels que les sources et les détecteurs mais aussi des composants passifs permettant d'aiguiller les signaux et de les traiter. Faire passer la lumière d'un conducteur à un ou plusieurs autres est une opération relativement délicate qui nécessite l'emploi de composants particuliers que sont les connecteurs et les coupleurs. Bien que de gros progrès aient été réalisés avec l'arrivée des soudeuses et les nouvelles générations de connecteurs, la mise en œuvre requiert une formation adaptée des personnels.
Quand les capacités de transmission sont importantes, l'utilisation de composants optiques disposés en ligne, tels que les amplificateurs optiques, est un avantage évident. De même la réalisation de multiplexeurs/démultiplexeurs a permis de faire transiter plusieurs longueurs d'onde sur une même fibre.
Enfin, le fait de véhiculer des signaux sur des distances de plus en plus longues avec des débits de plus en plus grands implique que des phénomènes comme les élargissements chromatiques des impulsions et la dispersion de polarisation deviennent non négligeables. Cela a entraîné des recherches et développements pour créer des composants compensateurs performants.
L'objectif de cet article est de faire le point sur les composants réalisés à base de fibres optiques. Seront abordés les problèmes de couplage, les systèmes passifs ainsi que les systèmes amplificateurs et les systèmes basés sur l'optique non linéaire.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
optical fiber | fiber component
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 1986 par Jeannine HÉNAFF
- Version archivée 2 de mars 1993 par Rénato ISRAËL
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion et perspectives3. Composants actifs et effets non linéaires
Ce paragraphe présente différents composants actifs ou utilisant des effets non linéaires mettant en jeu des changements de fréquence optique. Ils utilisent soit des phénomènes induits par la modification de la composition des fibres (dopage par terres rares, fibres microstructurées) soit des phénomènes de diffusions inélastiques dues aux inhomogénéités au sein du matériau. Dans le cas des fibres dopées terre rare, le matériau lui-même devient un milieu à gain qui offre la possibilité d'amplifier le signal à transmettre et d'obtenir un effet laser par bouclage de la cavité. Si la fibre n'est pas dopée, la diffusion de la lumière devient stimulée lorsque les fluctuations à l'origine de la diffusion sont induites par la présence d'ondes électromagnétiques qui modifient alors les caractéristiques optiques du milieu.
3.1 Amplificateurs à effet Raman
L'effet Raman est une interaction entre la lumière et les modes de vibration collectifs des molécules de silice dans la fibre (phonons optiques) et donne lieu à une conversion de fréquences avec une transition Stokes λ S > λ p , et une transition anti-Stokes λ aS < λ p . L'intervalle entre ces deux fréquences dépend du matériau. Pour la silice, la fréquence des phonons optiques est supérieure à 10 THz sur une bande de fréquence large, contrairement au cas des cristaux où la bande de fréquence est bien plus étroite et où le décalage de fréquence est bien défini. Pour de fortes puissances optiques dues à des lasers, la radiation de longueur d'onde λ p crée une amplification de la raie Stokes (figure 21).
L'effet Raman stimulé est responsable d'une forte atténuation au sein des canaux de faibles longueurs d'onde dans les systèmes multiplexés. Cependant, il trouve de nombreuses applications dans les lasers Raman à fibres, les oscillateurs Raman accordables et les amplificateurs Raman. Le gain Raman après une longueur L de propagation dans la fibre est donné par :
( 13 )
avec :
- gR :
- coefficient...
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Composants actifs et effets non linéaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MEUNIER (J.P.) - Physique et technologie des fibres optiques. - Série EGEM, Lavoisier (2003).
-
(2) - JEUNHOMME (L.B.) - Single-mode fibre optics : Principles and applications. - DEKKER (M.), New York (1983).
-
(3) - BALLATO (J.), HAWKINS (T.), FOY (P.), YAZGAN-KOKUOZ, McMILLEN (C.), BURKA (L.), MORRIS (S.), STOLEN (R.), RICE (R.) - Advancements in semiconductor core optical fiber. - Optical fiber technology, vol. 16, p. 399-408 (2010).
-
(4) - MEUNIER (J.P.) - Télécoms optiques. - Série EGEM, Lavoisier (2003).
-
(5) - GOURE (J.-P.), VERRIER (I.) - Optical fiber devices. - Inst. of Phys. Publish., Series in optics and optoelectronics (2001).
-
(6) - MILLER (C.M.), METTLER (S.C.), WHITE (I.A.) - Optical fiber splices and connectors – theory and methods. - Édition DEKKER...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Advanced Fiber Resources http://www.fiber-resources.com
Amonics http://www.amonics.com/
Amphenol Socapex http://www.amphenol-socapex.com
AMS Technologies http://www.amstechnologies.com
Avensys Tech http://www.avensystech.com
Diamond http://www.diamond-fo.com
Équipement Scientifique http://www.es-france.com
Fiberer https://www.fiberer.com/
Fischer https://www.fischerconnectors.com/france/fr
Fostec http://www.fostec.en.ec21.com
Fujikura http://www.fujikura.co.jp
Gould http://www.gould.com
Huihong http://www.huihongfiber.com
Huber-Suhner https://www.hubersuhner.com/en
IDIL http://www.idil.fr
IXFIBER http://www.ixfiber.com
JDSU http://www.jdsu.com...
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