Propagation du rayonnement dans les matériaux

Jusqu’en 1970, la technologie de production de fibres optiques d’atténuation linéique convenable à des fins de transmission de l’information par voie optique n’était pas acquise. Il n’était pas rare d’obtenir des atténuations de l’ordre de 100 à 1 000 dB/km avec des fibres en verre classique.

Les premiers travaux concluants ont été obtenus à cette époque par Corning Glass Works, qui obtint alors des fibres de quelques centaines de mètres avec des atténuations inférieures à 20 dB/km, soit 99 % de perte pour 1 km.

La production en série de fibres optiques d’atténuation 0,2 dB/km est maintenant un fait acquis depuis la décennie 1980, soit 5 % de perte pour 1 km.

Aujourd’hui, la technique de la propagation guidée dans les fibres optiques est un domaine d’intérêt en expansion, et de plus en plus manifeste, et de nombreux systèmes, civils comme militaires, l’utilisent comme moyen de transmission de l’information. Pourquoi ?

Par rapport aux systèmes classiques de transmission de l’information, tels que les lignes bifilaires coaxiales, la transmission par voie optique guidée offre de multiples avantages. On peut ainsi citer les caractéristiques physiques et mécaniques suivantes :

• compacité ;

• légèreté, avec un gain d’un facteur 20 en comparant fibres optiques en silice et fils de cuivre ;

• abondance de la matière première, silice notamment ;

• souplesse et bonne flexibilité ;

• résistance à la corrosion ;

• bon isolement électrique entre émetteur et récepteur.

De même, on retiendra les caractéristiques optiques et électromagnétiques telles que :

• atténuation linéique modérée, de l’ordre de 0,2 dB/km, permettant un grand espacement entre répéteurs ;

• fréquence porteuse des informations transmises égale à celle de la lumière (  Hz), soit typiquement 10 000 fois supérieure aux fréquences les plus élevées utilisées en radiofréquence ; et par là même un potentiel de bande passante augmenté ;

• multiplexage en longueur d’onde possible, à des fréquences décalées de quelques gigahertz à quelques 1 000 GHz augmentant d’autant la quantité d’informations transmises ;

• absence de diaphonie, et discrétion des transmissions ;

• probabilité inexistante d’intrusion de messages d’erreur ou de fausses informations ;

• très bonne insensibilité à l’environnement radio-électrique sévère comme la foudre ou les radiations nucléaires.

Les avantages de la fibre optique, tels que rapidement mentionnés précédemment, font que son emploi est maintenant généralisé, dans tous les domaines, civils et militaires, qu’il s’agisse :

• de liaisons point à point ;

• de liaisons bus ;

• de capteurs.

Ainsi, de manière non exhaustive, on peut citer les domaines suivants :

• les télécommunications civiles ;

• les réseaux TV câblés ;

• les transmissions d’image ;

• les liaisons stratégiques ;

• le câblage des immeubles sensibles, des ambassades ;

• le câblage des bases militaires ;

• le câblage de navires et aéronefs ;

• les câbles de campagne déroulés par hélicoptères ;

• les missiles fibroguidés ;

• les torpilles fibroguidées ;

• les liaisons sous-marines avec sonars remorqués ;

• les déports d’antennes radar ;

• les liaisons sur bâtiments de surface ;

• les commandes de vol pour avions, hélicoptères ;

• le gyromètre à fibre ;

• les hydrophones ;

• etc.