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Les fibres microstructurées air-silice (MAS), apparues dans le milieu des années 1990 ont démontré un potentiel d’applications extrêmement vaste et ce dans des domaines très variés allant des télécommunications à la biophotonique en passant par les capteurs ou les sources laser. La fibre optique microstructurée air-silice est un guide de lumière original et performant.
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2. Quelques aspects théoriques des fibres optiques
2.1 Principales caractéristiques d’une fibre optique silice
Une fibre optique est un guide de lumière, généralement cylindrique, en matériau diélectrique transparent dont l’indice suivant un diamètre sera plus élevé dans la zone centrale appelée le cœur de la fibre que dans la zone externe appelée gaine optique (figure 1) :
-
si la variation d’indice de réfraction est brutale à l’interface cœur-gaine et si l’indice reste constant dans le cœur, alors la fibre est à saut d’indice ;
-
si la variation d’indice de réfraction est plus douce et par exemple de forme parabolique dans le cœur, alors la fibre est à gradient d’indice.
Dans une fibre à gradient, l’indice de réfraction en fonction du rayon r est donné par l’expression suivante :
avec :
- Δ :
- différence d’indice relative :
![]()
- n1 :
- indice de réfraction du cœur de la fibre
- n2 :
- indice de réfraction de la gaine optique de la fibre
- a :
- rayon du cœur de la fibre.
De plus, la fibre sera soit monomode (figure 2), soit multimode (figure 3) en fonction du rayon a de la fibre, de la longueur d’onde λ d’utilisation, et de l’ouverture numérique ON de la fibre qui interviennent dans le paramètre ν appelé fréquence spatiale normalisée.
Une fibre est :
-
monomode pour
![]()
-
multimode pour ν > 2,405 avec
![]()
...
...
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