Au fait, quest-ce que la fibre optique?Une fibre optique nest quunfil de verre trs finqui permet de transmettre la lumire dun point A vers un point B (et de B vers A galement). La fibre est protge par une gaine plastique, un peu comme les fils lectriques. Elle a le double avantage dtre souple et solide.

Elle permet detransmettre un signal lumineux sur plusieurs milliers de kilomtres. Il sagit donc dun moyen de communication. Si lon prends soin de dire que la lumire transmise est en fait une information comme par exemple une donneinformatique, une fibre optique peut alors tre qualifie de support de communication ultra rapide de donnes informatiques.

Quapportela fibre optique?La fibre optique est la technologie amene remplacer le cuivre (le cble tlphonique), devenu trop obsolte pour le transport de donnes. Les dbits sont trs largement suprieurs ceux proposs par la technologie xDSL (dont ADSL). En thorie, ces dbits peuvent atteindre une vitesse de transmission de lordre du Gbits que ce soit en liaison montante ou liaison descendante. Le terme de liaison montante est utilis pour nommerleflux de donnes allantde votre ordinateur vers Internet tandis que le terme de liaison descendante reprsente le flux de donnesallant dInternet vers chez vous.En ADSL vous recevez rapidement des informations mais vous les envoyez doucement.Avec la fibre optique vous recevez et envoyez des informations la mme vitesse cest dire TRES rapidement!Concrtement les dbits sont environ 100 fois plus levs avec la fibre quavec lADSL.Contrairement aux technologies xDSL, la fibre optique nest pas soumise la problmatique de distance entre labonn et le central optique. En effet, avec lADSL, plus la ligne est loigne du central tlphonique, plus les performances sont ramenes la baisse. Avec la fibre, les performances restent inchanges quelque soit la distance entre le foyer et le central optique. La liaison fibre optique est galement insensible aux perturbations lectromagntiques que peut subir une ligne tlphonique. Il ny a donc pas de dgradation du signal.

La technologie nest pas nouvelle. Elle est dj utilise pour relier lesvilles, les pays et les continents entre eux. Ce qui est nouveau cest son dploiement jusquaux habitations! Cest ce que lon appelle leFTTH ou Fiber To The Home: le dploiement de la fibre optique jusque dans les foyers. Le FTTH permet donc de bnficier de tous les avantages techniques de la fibre sur lintgralit du rseau Internet.Que peut mapporter la fibre optique au quotidien?Si vous avez : de faibles dbits temporaires ou constants lors de lutilisation dInternet, des images figes la tlvision lors de lutilisation du service TV via votre box ADSL, des interruptions de communications lors de conversations tlphoniques via votre box ADSL limpression davoir affaire un goulot dtranglement lorsque vous utilisez en simultan plusieurs ordinateurs connects Internet + la tlvision + le tlphone des mails avec des grosses pices jointes qui mettent trs longtemps tre envoys du mal envoyer vos photos ou autres fichiers sur des sites de sauvegarde en ligne alors la fibre optique vous apportera quelque chose de concret ds que vous laurez adopte!Par la suite, les nouveaux services non disponibles via ADSL pourront tre utiliss: tlchargement en un temps record vido la demande en haute dfinition utilisation de la Tlvision en hautedfinition ou en 3D vidoconfrence 2 personneset plus. lutilisation en simultan de tous les services proposs! Qui peut bnficier de la fibre optique?Toute personne qui a une connexion internet: particuliers, entreprises, secteur priv, secteur public, pour peu que la fibre soit leur porte.Lobjectif souhait par legouvernement est que 70% de la population soit couverte entrs haut dbitdici 2020 puis que lensemble de la population et des entreprises (100%) aient accs au trs haut dbit dici 2025 si tout va bien.LA FIBRE OPTIQUE

Christian-CyrilCordat

2003

INTRODUCTION

1 LE TRAJET LUMINEUX ET LES MODES DE PROPAGATION1.1 FIBRE MULTIMODE SAUT D'INDICE1.2 FIBRE MULTIMODE GRADIENT D'INDICE1.3 FIBRE MONOMODE1.4 MODES ET DISPERSION MODALE

2 LE SIGNAL OPTIQUE2.1 LA DISPERSION CHROMATIQUE2.2 LA DISPERSION DE POLARISATION2.3 LA PERTE DE PUISSANCE

3 TECHNOLOGIES ENVIRONNANTES3.1 LE MULTIPLEXAGE WDM ET DWDM3.2 LES CONNEXIONS3.3 UN RSEAU OPTIQUE3.4 LE CODAGE DU SIGNAL

CONCLUSION

BIBLIOGRAPHIE

ANNEXE

Introduction

Bien avant l'invention du tlphone par Graham Bell (1876) , les tlcommunications utilisaient dj la voie du fil lectrique (tlgraphe) . Puis , grce Maxwell et Hertz , les informations ont emprunt la voie des airs (TSF) . Finalement , dans les annes 1970 est apparu le principe de la fibre optique : transmettre un signal lumineux travers un milieu transparent .Nous nous intresserons donc la fibre optique qui a connu de nombreuses avances depuis ses dbuts et en annonce de bien plus prometteuses encore : la multiplicit des paramtres , qui jouent sur l'efficacit de la fibre , fait que l'on peut sans cesse amliorer les performances de celle-ci .On peut modifier le trajet lumineux en choisissant un type de fibre particulier , qui permettra d'obtenir un chemin optique plus court et une dispersion modale moindre .Le signal optique subit dans la fibre des altrations tant au niveau de sa composition que de sa structure et de sa puissance , qu'il faut s'efforcer de minimiser et de compenser .Hors de la fibre , des technologies telles que le multiplexage et les connections ou encore l'tablissement d'un rseau et les techniques de codage , permettent de transmettre dans les meilleures conditions un maximum d'informations .1 Le trajet lumineux et les modes de propagation

1.1 Fibre multimode saut d'indice

Figure : La fibre saut d'indiceLes fibres saut d'indice prsentent un coeur transparent d'indice constant , et une gaine sombre , il y a alors rflexion du rayon lumineux la frontire entre les deux matriaux . Cependant , le chemin optique varie , ce qui est gnant puisqu'un mme signal se retrouve tendu la sortie .1.2 Fibre multimode gradient d'indice

Figure : La fibre gradient d'indiceIci l'indice varie peu peu du centre la gaine , la forme de la trajectoire est plus sinusodale car le rayon est dvi au fur et mesure qu'il s'loigne du centre .La variation de chemin optique est ici plus faible car le coeur a un diamtre moindre .L'talement du signal est moins important grce la variation de l'indice .1.3 Fibre monomode

Figure : La fibre monomodeDans une fibre monomode , on obtient un seul mode grce la trs faible dimension du coeur (diamtre de 10m et moins) . Ainsi le chemin de la lumire est impos , il n'y en a qu'un seul : celui du coeur . Il existe exprimentalement des fibres optiques monomodes cristal photonique .1.4 Modes et dispersion modaleLes modes sont l'expression des diffrents chemin optiques que peut suivre le signal dans la fibre .Une formule exprimentale donne le nombre de modes dans une fibre saut d'indice :

L'ouverture numrique traduit l'angle d'entre des faisceaux lumineux dans la fibre .On voit que le nombre de modes dpend du diamtre du coeur au carr ! Il est donc important de minimiser le diamtre du coeur . La valeur des indices et la longueur d'onde choisie influent , mais dans une moindre mesure .Expliquons la dispersion modale :

Le plus court chemin est sur l'axe optique :

Le plus long est ralis pour l'angle limite au-del duquel il n'y a plus rflexion :

PourL=1 km ,nc=1.43 ,ng=1.42 ,=33 ns , ce qui n'est pas ngligeable . On voit que dj sur 1 km , la dispersion modale introduit un retard notable , c'est pourquoi les fibres multimodes ne sont utilises que pour des rseaux locaux .2 Le signal optique

2.1 La dispersion chromatiqueLorsque l'on envoie un signal lumineux , il y a plusieurs longueurs d'onde prsentes , soit parce que la source est tendue , soit parce que la source prsente en ralit un pic centr sur.Par exemple , une LED (light emitting diode) , a un pic d'une largeur de 10 nm , un laser , un pic d'une largeur d'1 nm et moins .Le mode fondamental a une constante de propagation dfinie par. Le temps de propagation est :avec. La dispersion chromatique traduit les variations deselon:. La dispersion a deux composantes : la dispersion due au guide et aux variations d'indice , et la dispersion due la longueur d'onde .On a :, on crit alors :On voit que la diffrence de temps de parcours d'un signal de largeur spectrale, dpend de celle-ci , de la longueurLde fibre parcourue et de'' , drive seconde de la constante de propagation du mode .On a :, avecetD'o :etavecComme,, d'oPour corriger la dispersion chromatique , on fait appel un rseau de Bragg pas variable .Un rseau de Bragg pas constant se comporte comme un filtre pour une longueur d'onde donne . Avec un rseau pas variable , on travaille sur toute une bande spectrale , on ralentit les longueurs d'onde les plus rapides . En optimisant la variation continue du pas du rseau , le signal issu de ce rseau retrouve sa forme d'origine .

Figure : Effet sur un signal d'une fibre rseau de Bragg pas variableUn rseau de Bragg est inscrit dans la fibre par holographie ou bien par chauffage , tension ou pression , sur un segment de quelques centimtres .D'aprs Optics Letter , la mthode par compression (avec une compression de 2.7 % est plus efficace que la tension , mais il y a une force limite ne pas dpasser pour ne pas rompre la fibre : environ 22 Newton . Par contrle actif , on obtient un rseau variations continues et un gain identique pour toutes les longueurs d'onde .2.2 La dispersion de polarisationDans l'absolu , on ne ralise pas de fibre parfaite ; le problme auquel nous nous intressons ici est la polarisation de la lumire dans la fibre .Les imperfections de fabrication produisent un coeur de forme plutt elliptique . De plus , l'utilisation , les courbures dforment aussi la fibre ; on a alors un milieu anisotrope : au vu du faisceau , il y a des indices diffrents selon la direction . Dans la fibre , on constate une birfringence : un rayon non polaris incident est dcompos en deux rayons (extraordinaire et ordinaire) polariss linairement mais l'un en mode transverse magntique [TM] et l'autre en mode transverse lectrique [TE] .Plusieurs corrections existent :- Un systme lectrique peut , de loin en loin sur la fibre , capter le signal et aprs analyse mettre le signal comme son origine . On perd ici l'efficacit du traitement tout optique .- Des fibres maintien de polarisation comme les fibres coeur elliptique ou les fibres PANDA ou TIGER .

Figure : Fibres maintien de polarisationAvec ces fibres , on peut contrler la polarisation le long de la fibre .La perte de polarisation est utile (eh oui !) pour l'utilisation des fibres comme capteurs : lorsque la fibre subit des contraintes , le signal est modifi et on peut l'analyser .2.3 La perte de puissanceLa matire premire de la fibre optique est la silice , mais elle est rarement parfaitement pure et est accompagne de petites impurets . On peut caractriser l'attnuation spectrale de la silice :

Figure : Profil de l'attnuation spectrale de la fibre optique faite de silice (Brun)On voit que plusieurs paramtres contribuent faire perdre de la puissance au signal optique :- Tout d'abord ce que l'on appelle la diffusion Rayleigh qui traduit la fois l'effet des impurets , des imperfections , des craquelures et des variations d'indice .- Ensuite les effets de vibration de la liaison hydroxyde (OH oxygne hydrogne) , que l'on ne peut pas supprimer , et qui prsentent un pic de forte attnuation autour de 1400 nm .- On a aussi une influence des ultraviolets et des infrarouges (UV et IR) .En superposant ces profils d'attnuation , on remarque trois fentres spectrales l'attnuation assez faible (flches noires sur la figure) :- Autour de 900 nm- Autour de 1300 nm- Et autour de 1550 nm Ces trois fentres sont celles que l'on utilise couramment .Il existe certaines fibres (chez Lucent Technologies) qui n'ont pas de pic d OH vers 1400 nm , elles prsentent alors une trs large fentre exploitable de 1335 1625 nm .Ainsi , en minimisant certains effets d'attnuation , on peut largir les fentres utilisables par le signal .Cependant , il n'est pas possible de supprimer totalement tous les effets qui attnuent le signal . Ainsi , le signal pour parcourir une longue distance doit tre r-amplifi rgulirement .Pour cela , on utilise ce que l'on appelle des EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier ou amplificateur fibre dope l'erbium) . Le dopage est une technique qui consiste inclure un lment chimique dans la composition de la fibre . On choisit un lment qui possde des proprits intressantes au niveau de sa structure lectronique . On privilgie ce que l'on appelle les terres rares (de la famille de lanthanides comme le Praseodymium , le Terbium , l'Ytterbium ou encore l'Erbium) .L'Erbium Er Z=68 : 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f125d0Les ions Erbium sont excits par les longueurs d'onde suivantes :514 , 532 , 667 , 800 , 980 , 1480 nmSi ces longueurs d'onde parcourent la fibre dope , les ions Erbium se trouvent excits un niveau d'nergie suprieur , il y a alors une mission stimule , et de l'nergie photonique est libre par exemple vers 1520 1620 nm si l'on choisit les longueurs d'onde soulignes . Ceci est intressant , car on se situe prcisment dans les longueurs d'onde des tlcoms . Ce phnomne est appel effet RAMAN stimul (voir annexe).Un EDFA se prsente comme un segment de quelques mtres de fibre dope l'erbium .Pour que le dopage , est un effet , il faut envoyer dans l'EDFA un signal de pompe et un signal d'information :

Figure : Amplificateur fibre dope l'ErbiumDans une fibre multimode , on peut envoyer le signal de pompe dans la gaine .Une technique courante de dopage est le codopage Erbium-Ytterbium : le faisceau de pompe est absorb par l'Ytterbium qui est excit un niveau d'nergie suprieur , l'nergie est alors transfre l'Erbium :

Figure : Effet du codopage Ytterbium - ErbiumL'effet RAMAN correspond donc au couplage entre les vibrations du rseau cristallin et les vibrations de la source laser . On choisit un laser prcis pour obtenir aprs dcalage RAMAN un signal dans la fentre tlcom .Il est de plus important de maximiser le transfert d'nergie entre le signal de pompe et le signal tlcom ( l'heure actuelle plus de 50%) .L'avantage avec le dopage est que l'on amplifie l'ensemble desvers 1550 nm , et ceci est indpendant de la polarisation .Cependant le profil du gain n'est pas plat , et de plus la puissance se subdivise pour le nombre de longueurs d'onde .Un autre souci est qu'il faut minimiser le bruit de ce qui est excit sans qu'on le veuille .On a vu une situation o signaux de pompe et tlcom taient dans la mme direction , mais dans la pratique , la logique veut qu'ils soient dans des directions opposes , ainsi le signal de pompe est le plus fort lorsque le signal tlcom est le plus faible et inversement .3 Technologies environnantes

3.1 Le multiplexage WDM et DWDMA l'heure actuelle , le besoin en bande passante est une ralit effective . Mais poser une fibre a un cot non ngligeable et on ne peut pas se permettre de poser plusieurs fibres pour augmenter la quantit d'informations transportables . Il est donc ncessaire de faire en sorte d'exploiter au maximum les fibres existantes dj installes . D'o l'ide du multiplexage : transmettre plusieurs signaux simultanment dans la mme fibre .Le Wavelength Division Multiplexing (WDM) et le DenseWDM (DWDM) sont des technologies permettant de transmettre plusieurs signaux simultanment dans une mme fibre optique . On cherche dans tous les cas optimiser l'utilisation de la fentre de transmission de la fibre (environ 100nm) . (Il existe aussi le CoarseWDM qui est une autre norme ) .Le WDM spare chaque canal de 0.8nm et le DenseWDM de 0.2nm .L'intrt de la fibre optique est que ces signaux ne peuvent se confondre , la rception ils seront parfaitement distingus .

Figure : Principe du multiplexageOn ralise le multiplexage principalement dans des fibres monomodes .A partir de plusieurs laser spectre fin ou d'un seul spectre large , on ralise un chantillonnage de longueurs d'onde de l'ordre du 1/10 me de nanomtre .On parvient l'heure actuelle raliser 256 canaux dans une seule fibre .Un systme que l'on appelle OADM (Optical Add Drop Multiplexer) , permet d'inclure un canal supplmentaire ou d'en retirer un un lieu prcis de la fibre , ceci se ralise l'aide de filtres (comme des rseaux de Bragg par exemple) .

En ralisant un chantillonnage de plus en plus fin , on pourra obtenir des fibres trs large bande passante , et ajout au systme OADM (avec le principe d'une autoroute : on peut aller d'un bout l'autre ou sortir - rentrer en un lieu prcis) cela permettra d'obtenir un rseau flexible. Le multiplexage est ainsi une technologie incontournable des tlcommunications par fibre optique .3.2 Les connexionsOn ralise bien qu'en montant un rseau de fibres optiques , il faut un moment ou un autre connecter des fibres entre elles ; autant en lectronique , il est facile de connecter deux fils de cuivre par soudure ou pissure , autant joindre parfaitement deux fibres est une tche contraignante et minutieuse . Il est essentiel de minimiser les pertes car c'est aux connexions que le signal perd l'essentiel de sa puissance :

Figure : Pertes aux connexions sur une ligne optiqueSur cette figure ralise grce l'instrumentation du laboratoire de l'ARUFOG , on voit aux vnements 3 , 4 et 5 que l'affaiblissement du signal est non ngligeable aux lieux de connexion entre les diffrentes fibres .

Il faut runir de nombreuses conditions afin de raliser une connexion qui minimisera les pertes :- aplanir la face de contact , ou la rendre parfaitement sphrique par polissage , en veillant ce qu'elle soit perpendiculaire l'axe optique- aligner les deux fibres (voir la figure suivante)- traiter les faces avec un revtement antirflexion- vrifier la soudure si soudure il y a et l'entourer d'une gaine de protection

Figure : Les diffrents dcalages au raccordement de fibres et leur affaiblissement (Brun)Raliser toutes ces conditions sur un cble de l'ordre du micromtre en laboratoire et plus encore sur le terrain n'est pas chose aise . Cela requiert du matriel de pointe (j'ai pu voir un tel appareillage au labo de l'ARUFOG , avec une camra microscopique et thermique , et des petits botiers pour dnuder et sectionner proprement la fibre) .

Si on ne soude pas les fibres , il faut alors travailler avec les nanotechnologies : des commutateurs microlectromcaniques sur lesquels on monte des miroirs assurent la redirection du signal la sortie d'une fibre vers d'autres fibres (on est l'chelle de la microseconde , mais des technologies nouvelles sont de l'ordre de la nanoseconde -trioxyde de lithium niobium- et mme de la picoseconde -avec des polymres-) . Le traitement , on le voit , est trs efficace .3.3 Un rseau optiqueLa principale application de la fibre optique se trouve dans les tlcoms ; on construit donc des rseaux l'chelle d'une entreprise , d'une ville , d'une rgion , d'un pays et mme au-del (cbles transatlantiques) .

A l'chelle d'un pays , un rseau comporte ce que l'on appelle une pine dorsale (en anglais backbone) assure par une fibre trs haut dbit , qui dessert des rseaux plus locaux sur toute sa longueur ; une telle ligne ne boucle pas , c'est ce que l'on appelle pour un rseau , une topologie point point . De telles fibres parcourent plusieurs centaines de kilomtres et requirent un certain nombre d'amplificateurs , qu'il faut minimiser car ils augmentent le cot du rseau . On installe sur ces lignes des OADM qui permettent de dlivrer un canal prcis un rseau local .

L'autre forme de rseau correspond une plus petite chelle : ce sont les LAN et les MAN (Local et Metropolitan Area Networks) . Ils prennent , eux , une topologie en anneau , en maille de filet , ou en toile , pour assurer les communications et changes de donnes l'chelle locale (entreprises , particuliers) . Ces rseaux , ont pour centre nvralgique un hub qui rassemble les fonctions de multiplexage - dmultiplexage , d'amplificateur , de commutateur avec les autres rseaux , de gestion et de compatibilit entre les diffrents protocoles d'changes (TCP/IP , modes synchrones et asynchrones , SONET (synchronous optical network) , SDH (synchronous digital hierarchy) ...) . Les noeuds de ces rseaux comportent un OADM .

Le souci dans tout rseau est le risque de panne : pour viter de bloquer toute communication , on associe souvent deux fibres , ainsi , si l'une se rompt , l'autre peut prendre le relais . Mais ceci ncessite une intervention rapide : on implmente donc dans le systme un protocole de contrle actif qui peut rpondre instantanment en cas de disfonctionnement en redirigeant le trafic vers la seconde fibre , mais ceci augmente le cot global du rseau .

Pour tablir un rseau de cot minimal avec un fonctionnement assur en toutes circonstances , il existe des algorithmes informatiques qui permettent de construire des rseaux autorisant toutes les communications .3.4 Le codage du signalL'information transporte est code en binaire (succession de 0 et de 1) .

Figure : Le binaire en lectrique et en optiqueLes diffrents moyens de modulation que l'on connat s'appliquent aussi en optique (modulation d'amplitude , modulation de frquence et modulation de phase) :

Figure : Le codage de l'information optiqueLors de la transmission cependant , un bit (0 ou 1) peut se transformer , ce qui peut crer une erreur . On pourrait alors pour viter cela envoyer plusieurs fois le mme signal (2 , 3 ou plus) , mais cela consomme beaucoup de bande passante pour une efficacit limite . On peut adopter une solution qui s'appelle le code de Hamming : l'aide d'une matrice de codage prcise , on transmet un signal , qui , sa rception , est dcod par une matrice de dcodage associe celle de codage et assure de retrouver le signal d'origine mme si une erreur a surgi . La transmission code demande plus de bande passante que le signal simple , mais est trs efficace : on minimise le taux d'erreur en n'augmentant que lgrement la quantit d'informations transmettre .ConclusionEtablir un rseau de tlcommunications par fibre optique fait appel de nombreuses comptences comme on a pu le voir , et l'optimiser tant au niveau des performances que du cot demande des volutions et avances notables dans des domaines aussi varis que la fabrication , la physique , l'informatique , l'optique ...Le choix du type de fibre joue sur le temps de parcours des modes et permet d'optimiser l'talement du signal .Faire appel la technique des rseaux de Bragg conserve la forme du signal , la mise en oeuvre de fibres de forme spciale corrige la polarisation de la lumire et l'exploitation des proprits lectroniques des terres rares autorise l'amplification efficace du signal .Hors de la fibre optique , le multiplexage rentabilise une fibre en laissant une souplesse d'utilisation , tandis que l'attention apporte la ralisation des connexions et du rseau assure un fonctionnement optimal , d'autant plus que les techniques de codage garantissent la fiabilit .Il ne faut cependant pas oublier que toutes ces avances servent aussi les autres applications de la fibre optique :- Endoscopie mdicale et industrielle- Capteurs industriels (pression , etc.)- Eclairage (industriel , urbain , artistique)BibliographieOuvrages papiers :Cours sur la fibre optique , Mr Grald BRUN (matre de confrence l'Universit de St Etienne , labo TSI )

Dictionnaire de physique , Elie LEVY

Introduction to DWDM Technology , Data in a rainbow , Stamatios V. Kartalopoulos (Lucent Technologies , Bell Labs)

Optics Letters , Dcembre 1994 ,Vol 19 No 23 , pages 1979 et plus (publication Optical Society of America)

Documentation et spcifications des produits de la socit Keopsys (Key Optical Systems) franaise de Lannion , amplificateurs , metteurs , rcepteurs ...Ouvrages lectroniques :Ecole nationale suprieure des tlcoms :www.enst-bretagne.frThse en optique de Mr Mustapha Razzac (ENST Bretagne)Thse de Mr Paul Ghobril -minimisation du cot d'un rseau optique- (ENST Paris)

Laser verre codop Erbium et Ytterbium , Eric Tanguy et Jean-Paul Pochelle

Remerciements Mr Grald Brun , et au laboratoire de l'ARUFOG (Association pour la Recherche et l'Utilisation de Fibres Optiques et de l'optique Guide) .AnnexeEffet Kerr :birfringence lectrique . Un dilectrique , solide , liquide ou gaz , transparent , optiquement isotrope , devient birfringent lorsqu'il est soumis un champ lectrique . Ce phnomne de birfringence provoque , dcouvert par Kerr (en 1875) , est connu sous le nom d'effet Kerr .Le dilectrique soumis au champ E devient optiquement quivalent un cristal birfringent uniaxe , dont l'axe serait parallle E . La diffrence de ses indices principaux , extraordinaire ne, et ordinaire no, est proportionnelle au carr du champ : ne- no= KE .est la longueur d'onde de la lumire utilise , K la constante de Kerr du corps tudi , pour la lumire utilise . Exemple : la constante K du nitrobenzne liquide pour la lumire jaune du sodium vaut environ + 3.10-12(en mtre , E en V/m) .On a pu montrer que l'effet Kerr est d un effet d'orientation des molcules du corps par le champ lectrique .Ce phnomne prsente une particularit remarquable . Il s'tablit et disparat en des temps trs brefs (de l'ordre de 10-10s) . Si une cellule de Kerr reoit un faisceau de lumire d'intensit constante , l'intensit de la lumire mergente suit fidlement les modulations du champ lectrique , mme si ces modulations sont trs rapides . Ce fait est mis profit par exemple pour enregistrer le son des films sonores .

Figure : Schma de principe d'une cellule de Kerr

Effet Raman :Le spectre de la lumire diffuse , par certaines substances , le benzne par exemple , sous l'effet d'une radiation excitatrice monochromatique , comprend la radiation excitatrice (effet Rayleigh) accompagne par un certain nombre de radiations satellites dont les frquences se rpartissent symtriquement de part et d'autre de la frquence excitatrice N :... N3N2N1N N1' N2' N3' ...Ce type de diffusion est appele effet Raman , du nom du physicien qui l'a dcouvert exprimentalement (en 1928) .Les radiations dont les frquences sont infrieurs N , dnommes anciennement radiations ngatives , sont appeles aujourd'hui radiations Stokes -- car elles obissent la loi de Stokes -- , celles dont les frquences sont suprieures N , les anciennes radiations positives , sont aujourd'hui dnommes radiations anti-Stokes .L'effet Raman obit une loi exprimentale remarquable et simple : les diffrences entre les frquences de chacune des radiations satellites et celle de la radiation excitatrice dpendent uniquement de la substance diffusante , et nullement de la frquence excitatrice . L'ensemble de ces diffrences de frquence n1, n2, n3...n1= N - N1= N1' - N ; n2= N - N2= N2' - N , etc.est appel spectre Raman de la substance envisage .L'explication du phnomne fut d'abord demande l'lectromagntisme classique . Malgr quelques succs , cette tentative aboutit un chec , car elle s'est rvle incapable d'expliquer un deuxime rsultat exprimental bien tabli : l'intensit des radiations Stokes est toujours trs nettement suprieure celle des radiations anti-Stokes . Une explication plus complte a t obtenue en faisant appel la physique quantique . Voir figure . On peut y voir que chaque frquence Raman n reprsente , la constante de Planck h prs , la diffrence d'nergie entre l'tat fondamental et chacun des tats excits de la molcule tudie .Concurremment avec l'tude de leur spectre d'absorption , l'tude de leur spectre Raman donne d'utiles indications sur la structure des molcules .Selon la thorie quantique , le phnomne rsulte de chocs individuels entre photon excitateur et molcule .

Figure : Radiations Stokes . La molcule absorbe l'nergie perdue par le photon

Figure : Radiations anti-Stokes . La molcule cde de l'nergie au photonRelated Searches

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Fibres OptiquesWritten By:Richard Kabamba|July 8, 2013|Posted In: ACCUEIL TOUT LE MONDE EN PARLE

Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique trs fin qui a la proprit dtre un conducteur de la lumire et sert dans la transmission de donnes. Elle offre un dbit dinformation nettement suprieur celui des cbles coaxiaux et supporte un rseau large bande par lequel peuvent transiter aussi bien la tlvision, le tlphone, la visioconfrence ou les donnes informatiques. Le principe de la fibre optique a t dvelopp au cours des annes 1970 dans les laboratoires de lentreprise amricaine Corning Glass Works (actuelle Corning Incorporated).Entoure dune gaine protectrice, la fibre optique peut tre utilise pour conduire de la lumire entre deux lieux distants de plusieurs centaines, voire milliers, de kilomtres. Le signal lumineux cod par une variation dintensit est capable de transmettre une grande quantit dinformation. En permettant les communications trs longue distance et des dbits jusqualors impossibles, les fibres optiques ont constitu lun des lments clef de la rvolution des tlcommunications optiques. Ses proprits sont galement exploites dans le domaine des capteurs (temprature, pression, etc.), dans limagerie et dans lclairage.