Descriptif
Le but du cours est une assimilation des concepts de base permettant la compréhension et la modélisation des éléments essentiels que sont, dans un
système de communications par fibres optiques, la dispersion et l’atténuation. Les propriétés principales des fibres à faible nombre de modes doivent
être assimilées dans une optique de leurs applications aux télécommunications.
Objectifs pédagogiques
A l'issue de cet enseignement, les élèves doivent être capables d’analyser un article
scientifique ou une documentation technique sur les fibres optiques. Ils doivent être en particulier capables d’en définir les propriétés en termes de
confinement et de dispersion. Ils sauront aussi utiliser les notions de couplage entre modes, pour comprendre les composants passifs ou actifs de
gestion de la couche optique des réseaux de communication tels que coupleurs, multiplexeurs ou interféromètres.
- Examen : 2
- Travaux dirigés : 7
- Cours magistral : 14
Diplôme(s) concerné(s)
UE de rattachement
- 7P-128-PHO : Photonique 4
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
Electromagnétisme Polarisation Optique physique
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Master 1 Irène Joliot Curie
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 5
Le coefficient de l'UE est : 20
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
Vos modalités d'acquisition :
Examen écrit sans document, calculatrice autorisée
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 6
Le coefficient de l'UE est : 23
Programme détaillé
Optique guidée planaire
Le guide plan diélectrique à saut d’indice à une dimension
Notion de mode transverse, condition de guidage, constante de propagation longitudinale, fréquence de coupure ; Résolution graphique.
Résolution des équations de Maxwell. Equation de dispersion. Modes TE, TM, pairs et impairs, notations des modes, amplitude du champ.
Confinement du mode , indice effectif. Vitesse de groupe, temps de transit, déplacement de Goos-Hänchen.
Guide à profil d’indice quadratique
Fibres optiques dans l’approximation du guidage faible
Le champ électromagnétique dans les fibres optiques monomodes .Notion de guidage faible.
Approximation scalaire de l'équation de propagation, description et classification des modes, fréquence de coupure, dégénérescence des modes
Les modes LP, indice effectif, facteur de confinement ; approximation gaussienne du mode LP01 et application aux pertes de couplage entre fibres.
Dispersion du mode LP01 (dispersion intramodale), effet de la dispersion chromatique du matériau et des paramètres de la fibre
Pertes et atténuation
Couplage de modes
Origines du couplage entre modes de propagation. Equations de propagations couplées, conatante de couplage, condition d ‘accord de phase.
Couplage entre les modes de deux guides monomodes voisins. Applications : coupleurs 3dB, multiplexeurs, interféromètres.
Couplage entre deux modes d’une même fibre : couplage par un réseau de surface ou d’indice. Couplage co-directionnel ou contra-directionnel.
Application au couplage entre un mode guidé et un mode rayonnant, application aux diodes laser DBR et DFB. Réseaux de Bragg de petit pas :
application aux filtres de Bragg.
Mots clés
optique guidée, fibres optiques, couplageMéthodes pédagogiques
cours magistraux et travaux dirigés papier et sur machineSupport pédagogique multimédia
