v2.10.0 (5004)

Cours - 8P-142-PHO : Optique des Ondes guidées

Domaine > Photonique.

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.

23 heures en présentiel
réparties en:
  • Cours magistral : 14
  • Travaux dirigés : 7
  • Examen : 2

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

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 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 : 25

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, couplage

Méthodes pédagogiques

cours magistraux et travaux dirigés papier et sur machine

Support pédagogique multimédia

Oui

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