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Fibre optique ﬁbre très ﬁne ayant la propriété de conduire la lumière Pour les

Fibre optique ﬁbre très ﬁne ayant la propriété de conduire la lumière Pour les articles homonymes, voir Fibre (homonymie). Une ﬁbre optique est un ﬁl dont l’âme[1], très ﬁne, en verre ou en plastique, a la propriété de conduire la lumière et sert pour la ﬁbroscopie, l'éclairage ou la transmission de données numériques. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux et peut servir de support à un réseau « large bande » par lequel transitent aussi bien la télévision, le téléphone, la visioconférence ou les données informatiques. Le principe de la ﬁbre optique date du début du ݐݐe siècle Fibres optiques. mais ce n'est qu'en 1970 qu'est développée une ﬁbre utilisable pour les télécommunications, dans les laboratoires de l'entreprise américaine Corning Glass Works (actuelle Corning Incorporated). Entourée d'une gaine protectrice, la ﬁbre optique peut être utilisée pour conduire de la lumière entre deux lieux distants de plusieurs centaines, voire milliers, de kilomètres. Le signal lumineux codé par une variation d'intensité est capable de transmettre une grande quantité d'information. En permettant les communications à très longue distance et à des débits jusqu'alors impossibles, les ﬁbres optiques ont constitué l'un des éléments clés de la révolution des télécommunications. Ses propriétés sont également exploitées dans le domaine des capteurs (température, pression, etc.), dans l'imagerie et dans l'éclairage. Précurseurs Histoire … À l'époque des Grecs anciens, le phénomène du transport de la lumière dans des cylindres de verre était déjà connu. Il était, semble-t-il[réf. nécessaire], mis à proﬁt par les artisans du verre pour créer des pièces décoratives. Plus tard, les techniques de fabrication utilisées Illustration provenant d'un article de La nature de 1884 par Jean-Daniel Colladon. par les artisans vénitiens de la Renaissance pour fabriquer les milleﬁori ressembleraient beaucoup aux techniques actuelles de fabrication de la ﬁbre optique. L 'utilisation du verre en conjonction avec la lumière n'est donc pas récente. La première démonstration scientiﬁque du principe de la réﬂexion totale interne fut faite par les physiciens suisse et français Jean-Daniel Colladon à Genève et Jacques Babinet à Paris au début des années 1840[2]. L 'irlandais John Tyndall répéta l'expérience devant la Société Royale Britannique en 1854. À l'époque, l'idée de courber la trajectoire de la lumière, de quelque façon que ce soit, était révolutionnaire puisque les scientiﬁques considéraient que la lumière voyageait uniquement en ligne droite. Leur démonstration consistait à guider la lumière dans un jet d'eau déversé d'un trou à la base d'un réservoir. En injectant de la lumière dans ce jet, celle-ci suivait bien la courbure du jet d'eau, démontrant ainsi qu'elle pouvait être déviée de sa trajectoire rectiligne. Ils établirent ainsi le principe de base de la transmission par ﬁbre optique. Par la suite, de nombreuses inventions utilisant le principe de la réﬂexion totale interne virent le jour ; comme les fontaines lumineuses ou la ﬁbroscopie utilisant des dispositifs transportant la lumière dans des cavités du corps humain. On doit la première tentative de communication optique à Alexander Graham Bell, l'un des inventeurs du téléphone. En effet, il mit au point, au cours des années 1880, le photophone. Cet appareil permettait de transmettre la lumière sur une distance de 200 mètres. La voix, ampliﬁée par un microphone, faisait vibrer un miroir qui réﬂéchissait la lumière du soleil. Quelque 200 mètres plus loin, un second miroir captait cette lumière pour activer un cristal de sélénium et reproduire le son voulu. Le récepteur de cet appareil était presque identique à celui du premier téléphone. Bien qu'opérationnelle en terrain découvert, cette méthode s'avéra peu utilisée. La pluie, la neige et les obstacles qui empêchaient la transmission du signal condamnèrent cette invention, bien qu'il considérât lui-même que le photophone était sa plus grande invention, puisqu'elle permettait une communication sans ﬁl. Premières réalisations La possibilité de transporter de la lumière le long de ﬁnes ﬁbres de verre fut exploitée au cours de la première moitié du ݐݐe siècle. En 1927, Baird et Hansell tentèrent de mettre au point un dispositif d'images de télévision à l'aide de ﬁbres. … Faisceau de ﬁbres optiques pour réseaux métropolitains. Hansell put faire breveter son invention, mais elle ne fut jamais vraiment utilisée. Quelques années plus tard, en 1930, Heinrich Lamm réussit à transmettre l'image d'un ﬁlament de lampe électrique grâce à un assemblage rudimentaire de ﬁbres de quartz. Cependant, il était encore diﬃcile à cette époque de concevoir que ces ﬁbres de verre puissent trouver une application. La première application fructueuse de la ﬁbre optique eut lieu au début des années 1950, lorsque le ﬁbroscope ﬂexible fut inventé par Abraham van Heel et Harold Hopkins. Cet appareil permettait la transmission d'une image le long de ﬁbres en verre. Il fut particulièrement utilisé en endoscopie, pour observer l'intérieur du corps humain, et pour inspecter des soudures dans des réacteurs d'avion. Malheureusement, la transmission ne pouvait pas être faite sur une grande distance étant donnée la piètre qualité des ﬁbres utilisées. En 1957, le ﬁbroscope (endoscope ﬂexible médical) est inventé par Basil Hirschowitz aux États-Unis. Les télécommunications par ﬁbre optique restèrent impossibles jusqu'à l'invention du laser en 1960. Le laser offrit en effet la possibilité de transmettre un signal sur une grande distance avec une perte et une dispersion spectrale très faibles. Dans sa publication de 1964, Charles Kao, des Standard Telecommunications Laboratories, décrivit un système de communication à longue distance et à faible perte en mettant à proﬁt l'utilisation conjointe du laser et de la ﬁbre optique. Peu après, soit en 1966, il démontra expérimentalement, avec la collaboration de Georges Hockman, qu'il était possible de transporter de l'information sur une grande distance sous forme de lumière grâce à la ﬁbre optique. Cette expérience est souvent considérée comme la première transmission de données par ﬁbre optique. Cependant, les pertes dans cette ﬁbre optique étaient telles que le signal disparaissait au bout de quelques centimètres, non par perte de lumière, mais parce que les différents chemins de réﬂexion du signal contre les parois ﬁnissaient par en faire perdre la phase. Cela la rendait encore peu avantageuse par rapport au ﬁl de cuivre traditionnel. Les pertes de phase entrainées par l'usage d'une ﬁbre de verre homogène constituaient le principal obstacle à l'utilisation courante de la ﬁbre optique. En France, la première thèse de doctorat sur le sujet fut soutenue en janvier 1969 par Luigi d'Auria à l'université de Toulouse. En 1970, trois scientiﬁques de la compagnie Corning Glass Works de New York, Robert Maurer, Peter Schultz et Donald Keck, produisirent la première ﬁbre optique avec des pertes de phase suﬃsamment faibles pour être utilisée dans les réseaux de télécommunications (20 décibels par kilomètre) . Leur ﬁbre optique était en mesure de transporter 65 000 fois plus d'information qu'un simple câble de cuivre, ce qui correspondait au rapport des longueurs d'onde utilisées. Le premier système de communication téléphonique optique fut installé au centre-ville de Chicago en 1977. En France, la DGT a installé en 1980[3] la première liaison optique à Paris entre les centraux téléphoniques des Tuileries et Philippe-Auguste. On estime que depuis 2005 plus de 80 % des communications à longue distance sont transportées le long de plus de 25 millions de kilomètres de câbles à ﬁbres optiques partout dans le monde[4]. La ﬁbre optique s'est, dans une première phase (1984 à 2000), limitée à l'interconnexion des centraux téléphoniques, eux seuls nécessitant de forts débits. Cependant, avec la baisse des coûts entraînée par sa fabrication en masse et les besoins croissants des particuliers en très haut débit, on envisage depuis 1994[5] et 2005 son arrivée chez les particuliers[6] : DFA pour desserte par ﬁbre de l’abonné[7], FTTH ((en) Fiber To The Home), FTTB ((en) Fiber To The Building), FTTC ((en) Fiber To The Curb), etc... Principe La ﬁbre optique est un guide d'onde qui exploite les propriétés réfractrices de la lumière. Elle est habituellement constituée d'un cœur entouré d'une gaine. Le cœur de la ﬁbre a un indice de réfraction légèrement plus élevé Fonctionnement … Principe d'une ﬁbre optique. (différence de quelques millièmes) que la gaine et peut donc conﬁner la lumière qui se trouve entièrement réﬂéchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réﬂexion totale interne). L ’ensemble est généralement recouvert d’une gaine plastique de protection. 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. La propagation de la lumière dans la ﬁbre peut se faire avec très peu de pertes même lorsque la ﬁbre est courbée. Une ﬁbre optique est souvent décrite selon deux paramètres : la différence d'indice normalisé, qui donne une mesure du saut d'indice entre le cœur et la gaine : , où est l'indice de réfraction du cœur, et celui de la gaine. l'ouverture numérique de la ﬁbre ((en) numerical aperture), qui est concrètement le sinus de l'angle d'entrée maximal de la lumière dans la ﬁbre pour que la uploads/Management/ fibre-optique-wikipedia 1 .pdf