Les fibres optiques polymères

Résumé du document

Mis en évidence courant 1870 par J. Tyndali, le principe de la transmission lumineuse a donné naissance aux premiers systèmes de liaisons par fibre optique dans les années 50, dont les caractéristiques intrinsèques de guidage de lumière, de souplesse, de faible poids et d'encombrement réduit leurs confèrent une place de choix dans le transport d'information.

La réalisation de ces dispositifs à fibres optiques fait très largement appel aux fibres en silice, utilisées notamment pour les télécommunications, et dont les technologies de fabrication sont aujourd'hui bien éprouvées et les coûts de réalisation contrôlés et compétitifs. Cependant, leur utilisation demeure liée à des contraintes de mise en œuvre et de maintenance.

C'est pourquoi les fibres optiques plastiques continuent de susciter de l'intérêt, notamment au niveau des laboratoires de recherche, en remplacement, ou plus souvent, en complément des fibres en silice grâce à leurs propriétés prometteuses, mais encore peu connues. On va donc essayer d'offrir un panorama des particularités de ces fibres optiques polymères.

Extraits

[...] Chaque application s'adosse à une qualité particulière de la fibre plastique : l'éclairage de monuments est rendu à la fois plus pertinent par la localisation habile de la fonction d'éclairage et plus simple de maintenance par le déport de la source : la décoration prend appui sur la modification aisée des couleurs de l'éclairage par simple rotation d'un filtre coloré au niveau de la lampe ; le balisage peut être discret et néanmoins parfaitement visible en vertu des qualités de luminance des fibres (flux émis soit à l'extrémité de la fibre, soit latéralement dans le cas de fibres spécialement traitées); la protection des oeuvres d'art (notamment picturales) est assurée par le rôle de filtre naturel joué par la fibre polymère qui élimine les rayonnements nuisibles de l'infrarouge et de l'ultraviolet. De nombreux exemples permettent d'illustrer ces applications variées. Figure 11 : Eclairage de musée réalisé à l'aide de FOP 4 Capteurs Un dernier point attirera notre attention en ce qui concerne les applications métrologiques des fibres polymères. [...]

[...] La fabrication, à partir des années 1995, de fibres optiques en polymères fluorés et à gradient d'indice a permis d'améliorer grandement les qualités de transmission et les débits d'informations aux longueurs d'onde des télécommunications optiques, suscitant ainsi un intérêt renouvelé pour ces composants dans le cadre des réseaux locaux (application FTTH, ligne de transmission automobile). L'émergence de fibres polymères à cristal photonique devrait conforter l'implantation des polymères dans les transmissions de données courtes distances. Enfin, l'activité des laboratoires de recherche sur le sujet devrait permettre des avancées technologiques dans la découverte de nouveaux matériaux, de nouvelles structures ou encore d'innovantes techniques de fabrication. Bibliographie Articles - BRUN Gérald et FARENC Jean, Du plastique à la lumière Photoniques - I. TAFUR MONROY, H.P.A. [...]

[...] Ces dernières sont en fait constituées d'une matrice homogène de polymère dans laquelle ont été générés des orifices longitudinaux. La lumière est alors guidée dans la partie centrale homogène de la fibre qui possède des dimensions suffisamment petites pour ne confiner qu'un seul mode de propagation. Le guidage est assuré par l'indice moyen résultant de la pondération de l'indice du polymère par celui des trous d'air répartis autour de la région de guidage. Propriétés des fibres optiques polymères 2 Matériaux constitutifs Les matériaux constitutifs des FOP sont des matières plastiques telles que le polystyrène, le polycarbonate, le polyméthylméthacrylate ou encore très récemment des polymères fluorés. [...]

[...] figure Fibre multimodale à gradient d'indice Figure 2 : FOP multimodale à gradient d'indice Les fibres à gradient d'indice (figure sont caractérisées par une variation régulière de l'indice dans le cœur entre l'axe de propagation et l'interface cœur-gaine. Dans ces conditions, un rayon lumineux injecté à l'entrée de la fibre optique ne s'y propage plus de manière rectiligne mais suivant une trajectoire qui dépend de la variation d'indice Fibre unimodale Figure 3 : PCF unimodale Les fibres optiques unimodales permettent de limiter la propagation dans la fibre à un seul rayon, celui qui idéalement effectue sa traversée selon l'axe de la fibre. De telles fibres ne sont pas réalisables en matériaux polymères. [...]

[...] C'est pourquoi les fibres optiques plastiques continuent de susciter de l'intérêt, notamment au niveau des laboratoires de recherche, en remplacement, ou plus souvent, en complément des fibres en silice grâce à leurs propriétés prometteuses mais encore peu connues. On va donc essayer d'offrir un panorama des particularités de ces fibres optiques polymères, en détaillant leurs propriétés ainsi que certaines de leurs applications. Les différents types de fibres optiques polymères Une fibre optique polymère a une géométrie simple et se présente sous la forme de deux cylindres concentriques de matériaux diélectriques (en l'occurrence des polymères dans ce cas-là) : Le cœur de la fibre, qui véhicule l'ensemble de l'énergie. [...]