Lumière et technologie: comment les fibres optiques transmettent-elles la lumière?
367 2023-07-21
Depuis la sortie du premier filament de quartz en 1930, nous sommes véritablement entrés dans l‘ère de la fibre optique. Jusqu‘à présent, nous avons déjà différents types de fibres optiques, telles que la fibre optique multimode G.651, la fibre optique monomode G.652, G.653, G.654, G.655, etc. Ces fibres constituent la base de toutes nos communications optiques.
 
Alors, comment la lumière est-elle transmise dans une fibre optique ?
 

Disons que nous voulons faire briller un faisceau de lampe de poche dans un long couloir droit à l‘autre bout, pointez simplement le faisceau droit dans le couloir, la lumière se déplace en ligne droite, et nous savons que tout va bien. Et si le couloir a un virage ? À ce moment, un miroir peut être placé au coin pour refléter le faisceau au coin. Et si le couloir est très sinueux, avec de multiples virages ? Il est également possible d‘aligner les murs avec des miroirs et d‘incliner le faisceau de lumière afin qu‘il rebondisse d‘un côté à l‘autre le long du couloir. C‘est exactement ce qui se passe lorsque la lumière traverse une fibre optique, mais que la lumière est totalement réfléchie dans la fibre.

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La fibre nue pure traditionnelle se compose de deux couches, intérieure et extérieure. Pour atteindre la condition de réflexion totale, l‘indice de réfraction N1 de la couche interne est supérieur à l‘indice de réfraction N2 de la couche externe, et N1 supérieur à N2 est une condition nécessaire à la transmission des signaux optiques dans la fibre optique.

 

Cependant, lorsque la lumière est transmise dans la fibre optique, lorsque la fibre optique est courbée, le nombre de réflexions de va-et-vient augmente, et l‘angle de réflexion augmente également. Tant que la flexion n‘est pas particulièrement sévère, la lumière ne s‘échappera pas de la fibre, nous avons donc généralement certaines restrictions sur la flexion de la fibre. De plus, on sait que les fibres optiques ordinaires se divisent en fibres optiques monomodes et multimodes. Quelle est la différence dans leurs méthodes de transmission, la figure suivante peut être un affichage très intuitif.

 

Voici une brève mention d‘un nouveau type de fibre optique qui s‘est popularisé ces dernières années : la fibre optique à âme creuse.
 

Contrairement aux fibres optiques traditionnelles, les fibres à âme creuse ne guident pas la transmission de la lumière par réflexion totale, mais en guidant la lumière à travers la région creuse entre les supports fibreux, dont la section ressemble à un nid d‘abeilles.

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Le principe de transmission lumineuse dans une fibre à âme creuse s‘apparente plutôt à l‘utilisation d‘un miroir multicouche pour obtenir l‘effet de réflexion totale par réflexion en phase de très nombreuses surfaces diélectriques.

 

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