À fibres optiques sont des filaments flexibles constitués de matériaux transparents tels que des fibres de verre ou de plastique et qui sont utilisés comme moyen de propagation de la lumière. Les fibres optiques sont généralement très fines, avec seulement quelques micromètresd'épaisseur (10-6 m), mais peut mesurer plusieurs kilomètres. Les fibres optiques ont plusieurs applications, la transmission de données étant l'une des plus courantes.
Physique de la fibre optique
Les fibres optiques se composent d'un noyau, d'une coque et d'une enveloppe de protection.
Les fibres optiques sont formées d'un noyau hautement transparent. indice de réfraction revêtus de couches plastiques transparentes dont les indices de réfraction sont inférieurs à ceux de l'âme. Le phénomène physique qui permet l'utilisation de fibres optiques est la réflexioninternele total de la lumière.
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
Pour votre réflexion interne totale, la lumière est émise dans le noyau de fibre optique dans un
angle d'incidence minimal, appelé angle limite (appelé aussi angle critique), mesuré par rapport à l'interface entre le noyau et son enveloppe. Un tel angle permet à la lumière de subir des réflexions internes successives à l'intérieur de la fibre optique sans qu'elle s'en échappe.De cette façon, la lumière peut se propager sur de longues distances, avec des pertes minimales dans son intensité, en plus de surveiller le format dans lequel les câbles à fibres optiques sont disposés.
En termes simples, le câble à fibre optique fonctionne comme un tunnel en miroir qui réfléchit la lumière.
Les fibres optiques peuvent également propager plus d'une couleur, ou longueur d'onde, à l'intérieur. Ce processus, appelé multiplexage, permet à plus d'informations d'être transmises simultanément sur une seule fibre optique, comme Internet, téléphone et télévision, ce qui ne peut pas être fait avec des câbles conventionnels, tels que ceux en cuivre, largement utilisés pour le transfert Dé.
Lorsque différentes longueurs d'onde sont émises à l'intérieur d'une fibre optique, les couleurs ont tendance à se mélanger, formant ainsi un faisceaublanc, en raison de l la synthèseadditif de couleurs. Ainsi, aux bornes de ce type de câble optique, une sorte de prisme capable de diffuser la lumière est utilisé, séparant les différentes couleurs et affichant ainsi son spectre discret, caractéristique de chaque longueur d'onde.
Voirégalement:Qu'est-ce que la réfraction ?
pourquoi est-ce
L'endoscope est utilisé pour prendre des images de l'intérieur de la gorge.
Découvrez quelques-unes des principales utilisations des fibres optiques :
DiffusiondansDé: Les fibres optiques peuvent être utilisées pour transmettre des données à partir d'Internet, du téléphone, de la télévision, des réseaux, de la radio, etc.
obtentiondansimages: Les fibres optiques peuvent être utilisées pour obtenir des images à partir d'endroits difficiles d'accès, car la lumière peut être réfléchie à l'intérieur sur de grandes distances.
Capteurs: Grâce aux fibres optiques, il est possible de construire une grande variété de capteurs capables de variations sensibles de température, petites déformations dans les solides, fréquences lumineuses, polarisation de lumière etc
Avantages et inconvénients
La lumière est capable de se propager à l'intérieur des fibres optiques grâce aux propriétés optiques de son noyau.
→ Avantages
La vitessedansDiffusion: La plupart des câbles à fibres optiques utilisés dans le monde sont capables de transmettre 40 Gbit/s (Gigabits par seconde – 109 bits/s), cependant, il existe actuellement des technologies capables de transférer jusqu'à 1 Pbit/s (Petabit par seconde - 1015 bits/s).
Résistance aux interférences électromagnétiques: Les câbles à fibres optiques sont constitués de matériaux diélectriques et la propagation de la lumière à l'intérieur de ces matériaux n'est pas perturbée par les ondes électromagnétiques externes.
Faibleatténuationdanssignal: Contrairement aux câbles conducteurs, les fibres optiques peuvent transmettre des informations avec petites pertes: environ 0,2 dB/km (0,2 décibels - unité d'intensité de l'énergie transportée par le vague).
Coût: Les câbles à fibres optiques sont moins chers que les câbles conducteurs en cuivre.
Vieutile: Ce type de câbles a une durée de vie très longue, estimée à plus de 100 ans d'utilisation continue.
Espace: En raison de leur taux de transfert de données, les câbles à fibre optique occupent un espace beaucoup plus petit que les câbles conventionnels.
→ Inconvénients
Application: Les câbles à fibres optiques sont soit souterrains, soit toujours reliés à la terre.
Fragilité: Les câbles à fibres optiques sont sensibles et peuvent se casser plus facilement que les câbles en cuivre, et ils ne sont pas aussi malléables que les câbles métalliques.
Distances : Bien qu'ils absorbent peu de lumière, les câbles à fibres optiques qui couvrent de grandes distances comme ceux qui sont des sous-marins, ils ont besoin de nombreux répéteurs de signaux pour renforcer les pertes d'intensité de la lumière.
vitesse de la fibre optique
La plupart des câbles à fibres optiques utilisés aujourd'hui ont des capacités de transmission entre 10 et 40 Gbits/s. Cependant, il existe un certain nombre d'applications pour lesquelles des taux de transfert plus élevés sont requis, de sorte que certaines sociétés de transfert télécommunications ont déjà développé des câbles de plus de 7000 km de long, capables de transmettre jusqu'à 15,5 Tbits/s (Terabits/s - 1015 bits/s). On estime que les câbles à fibre optique de ce type sont capables de prendre en charge jusqu'à 3 000 000 d'appels téléphoniques simultanés ou jusqu'à 90 000 chaînes de télévision.
Les fibres optiques peuvent être utilisées pour la transmission Internet.
Comment est fabriquée la fibre optique ?
Le matériau le plus courant pour la construction des fibres optiques est la silice, le nom populaire pour oxydedanssilicium (SiO2). Cependant, selon l'application souhaitée, d'autres matériaux peuvent être utilisés dans sa construction, tels que des verres dérivés du fluor et certains éléments de la famille des chalcogènes, comme le soufre.
Par moi Rafael Helerbrock
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
HELERBROCK, Rafael. "Fibre optique"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Consulté le 27 juin 2021.
