Fibre optique et Telecom

Conception

Sandrine Ferri, Maître de Conférences, laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires (PIIM)

Mots-clefs

optique, fibre optique, laser, télécommunications

Accueil des classes

dès la 3ème

 

Saviez-vous que la lumière peut être guidée? Qu'elle peut se courber, se révéler ? Qu'elle est utilisée pour transporter des informations?

Ces animations sont une introduction aux télécommunications optiques

 

Durant cet atelier, l'animateur présentera quelques manipulations permettant de comprendre le fonctionnement d'une fibre optique et d'introduire les télécommunications optiques.

 

Comment courber un faisceau de lumière, principe de la fibre optique

Il existe plusieurs types de fibres optiques. Dans la fibre à saut d'indice, l'indice de réfraction change brutalement entre le coeur et la gaine. Dans la fibre à gradient d'indice, ce changement d'indice est beaucoup plus progressif. Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l'une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes. Ce rayon se propage alors jusqu'à l'autre extrémité de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag.

On peut reproduire en "laboratoire'' la courbure d'un rayon lumineux, soit en faisant passer un faisceau LASER à travers une cuve remplie d'eau; le faisceau entrant dans la cuve avec un léger petit angle (image A). Soit, en faisant passer un faisceau LASER à travers un milieu d'indice variable : en ajoutant du gros sel à l'eau, le faisceau lumineux est dévié vers le bas de la cuve ; en ajoutant de l'alcool à l'eau le faisceau lumineux est dévié vers le haut. Sur les photos, la longeur de la cuve est d'environ 40 cm.

 

Suivez le guide: manipulation de fibres optiques

Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et océaniques de données.

 
 
 
 
 
 
image : http://www.goudie.biz/

Les lampes de décorations dites "UFO", à la mode dans les années 70, utilisent des fibres optiques en plastiques. La lumière provenant du socle est soit produite par des LED blanches ou de couleur, soit par une ampoule blanche accompagnée d'un carroussel de filtres colorés.

 

La fontaine optique

Lors d’une expérience sur la lumière, Colladon en 1841 montre qu’un faisceau de lumière peut être guidé par un jet d’eau. John Tyndall, en 1870, explique ce phénomène par les multiples réflexions sur la surface.

 

Un rayon lumineux intense est introduit le long de l’axe d’un jet d’eau. A cause des multiples réflexions, le rayon ne peut pas quitter le jet et suit la courbure de celui-ci. On s’attend à ce que le jet d’eau reste complètement noir tant que celui-ci ne présente qu'une petite modification (brisure en goutelettes). La lumière peut alors s’échapper et le jet d’eau s’illumine. Cet effet est aussi connu sous le nom de “fontaine optique”.