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fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice

Posté par
lotus18
27-10-17 à 22:29

Bonjour,
j'i l'impression que dans les fibres optiques a saut d'indice quelque soit l'angle incident la réflexion est toujours totale. Du coup, si je ne me trompe pas cela veut dire que sinincident>n2/n1

Seulement dans ce cas de figure, je ne comprends pas que le signal à l'arrivée soit atténué par rapport au signal de départ. Est ce parce que les différents rayons ne se croisent jamais et que donc si on mettait une feuille à la sortie de la fibre, la tâche de lumière qui s'afficherait serait toujours de faible intensité? Est ce à cause de la taille du cœur de la fibre?
Et pourquoi appelle t-on cela une fibre à saut d'indice ?
Merci d'avance

Posté par
vanoise
re : fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice 27-10-17 à 23:24

Bonsoir
Pour les fibres à saut d'indice, les réflexions totales ne sont possibles sur la gaine que si l'angle d'incidence est supérieur à un angle limite :

\lambda=\arcsin\left(\frac{n_{gaine}}{n_{coeur}}\right)
Pour cela l'angle entre le rayon incident et l'axe de la fibre ne soit pas être trop grand. Tu trouveras facilement sur le net le calcul de cet angle limite s'il n'a pas été fait en cours.
L'atténuation s'explique essentiellement par le fait que le cœur n'est pas un milieu parfaitement transparent ; il absorbe un peu d'énergie lumineuse.
On parle de fibre à saut d'indice car l'indice de réfraction subit une discontinuité au passage du coeur à la gaine. Cette discontinuité n'existe pas dans une fibre à gradient d'indice où l'indice varie en fonction de la distance r à l'axe de la fibre.

Posté par
lotus18
re : fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice 28-10-17 à 10:32

Merci. Est ce que le fait que la qualité soit supérieur est aussi dû au fait qu'à certains moments tous les rayons se coupent comme on peut le voir quand on compare les deux images ?

fonctionnement d\'une fibre multimode à saut d\'indice

fonctionnement d\'une fibre multimode à saut d\'indice

Posté par
lotus18
re : fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice 28-10-17 à 10:37

Et puis est ce  que comme le diamètre est plus petit la lumière est concentré dans un espace plus petit et du coup entraîne un signal plus intense?

Posté par
vanoise
re : fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice 28-10-17 à 12:42

Dans ton premier message tu parlais d'atténuation : je pense avoir répondu. Ton dernier message porte plutôt sur la déformation du signal.
Pour faire simple : un pic de lumière correspond à l'émission à la même date, à une extrémité de la fibre, de lumière dans toutes les directions permises par l'ouverture numérique de la fibre. Comme le montre bien les deux schémas, les temps de parcours de la lumière dans la fibre ne vont pas être les mêmes. A la sortie de la fibre, on obtient une "impulsion lumineuse "étalée dans le temps" et donc d'amplitude affaiblie. Cette affaiblissement d'amplitude est due essentiellement au fait que l'énergie lumineuse contenue dans le signal d'entrée est répartie en sortie sur une durée plus longue ; la perte d'énergie dont j'ai parlée précédemment existe mais n'est pas la principale cause de la diminution d'amplitude.
Tu vas peut-être faire en cours des calculs sur cet élargissement temporel du signal ; il est effectivement moindre pour la fibre à gradient d'indice.

Posté par
lotus18
re : fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice 28-10-17 à 13:03

Merci encore, je crois que j'ai compris, les rayons sont émis de façon simultanée à la sortie de la fibre ce qui permet en un temps moins long de recapter tous les rayons qui avaient été émis au départ et va entraîner une augmentation de l'amplitude du signal .

Posté par
vanoise
re : fonctionnement d'une fibre multimode à saut d'indice 28-10-17 à 14:09

Citation :
va entraîner une augmentation de l'amplitude du signal .

Non ! L'énergie émise en entrée se trouve restituée en sortie sur une durée plus longue : l'amplitude moyenne du signal est donc ainsi plus faible en sortie qu'en entrée.



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