Qu'est-ce que la fibre d'index graduée: fonctionnement et ses applications

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Nous savons que multimode fibre est également connue sous le nom de fibre à pas d'indice, où la fonction de la position radiale est l'indice de réfraction, c'est-à-dire qu'elle est stable dans certaines zones et présente des étapes à certaines positions. Ainsi, celles-ci sont également connues sous le nom de fibres à gradient d'indice, sinon de fibres à gradient d'indice, car l'indice de réfraction change facilement dans la direction radiale. Ceci peut être atteint grâce à des techniques de fabrication de fibre. La conception d'une fibre à gradient d'indice comprend une forme parabolique de l'axe de la fibre qui est éloigné d'un certain emplacement radial. Cet article présente une vue d'ensemble de la fibre à indice gradué, du fonctionnement et de ses différences.

Qu'est-ce que la fibre à indice gradué?

Définition: Dans communication par fibre optique , un index gradué fibre optique a un indice de réfraction. Lorsque la distance radiale est augmentée par rapport à l'axe de la fibre, l'indice de réfraction diminue. Puisque les parties de noyau sont plus proches de l'axe de la fibre que celui qui a un indice de réfraction élevé par rapport aux parties proches de la gaine, les rayons de lumière suivront des voies sinusoïdales sous la fibre.




L'indice de réfraction le plus fréquemment utilisé dans une fibre à gradient d'indice est parabolique, ce qui entraîne un recentrage fréquent des émissions dans le cœur et réduit la dispersion modale. La conception d'une fibre optique multimode peut être réalisée en utilisant un indice de pas autrement gradué.

Le principal avantage de l'indice gradué par rapport au step-index est la forte diminution de la dispersion modale. En outre, cette dispersion peut être réduite en sélectionnant une taille de coeur moindre pour former une fibre à pas d'indice en un seul mode. Ce type de fibre est réglementé par l'UIT (Union internationale des télécommunications) à la recommandation G.651.1.



Diagramme de fibre d'indice gradué

Sous ITU (Union internationale des télécommunications), il est également connu sous le nom de G.651.1. C'est un type de fibre où la distance radiale augmente, puis l'indice de réfraction diminue lentement. En revanche, ce que nous avons généralement observé est une fibre G.652.D a un profil d'indice de réfraction d'indice de pas. Le diagramme de fibre à gradient d'indice est illustré ci-dessous.

Fibre d

Fibre d'index graduée

Dans une fibre à gradient d'indice, l'indice de réfraction du noyau n'est pas stable mais diminue lentement de sa valeur maximale (n1) au centre du noyau à sa plus petite valeur (n2) à l'interface du noyau-gaine illustrée dans le image suivante. L'intention principale de la conception de fibres à indice gradué est d'avoir une réduction presque quadratique et est examinée à travers un profil α qui est donné par la formule suivante.


Formule de fibre à indice gradué

Formule de fibre à indice gradué

Dans l'équation ci-dessus,

«Ρ» est la position radiale

«A» est le rayon du noyau

«Α» est le paramètre de profil,

«Δ» est la différence entre le nombre de réfraction relatif

Δ = n1deux-n2deux/ 2n1deux= n1-n2 / n1

Ici, le paramètre comme «α» vérifie le profil d’indice et le profil de la fibre à pas d’indice se déplace vers la limite du grand «α». Une fibre à indice parabolique communique avec α = 2.

Il est très facile de comprendre pourquoi la dispersion par trajets multiples et l'intermodalité sont diminuées dans ces fibres. Dans le diagramme ci-dessus, nous pouvons observer que les trois rayons de la fibre se transmettent selon des chemins différents. Pour les rayons plus inclinés, le chemin est plus long. Mais, la vitesse du rayon changera avec le chemin en raison des différences dans l'indice de réfraction.

Plus précisément, le faisceau circulant le long de l'axe de la fibre empruntera la voie la plus courte, cependant, transmet lentement car l'indice est principal le long de cette voie.

Alternativement, les rayons inclinés empruntent un grand chemin, bien qu'ils comprennent une grande partie de leur voie à travers le faible indice de réfraction, ils se déplacent donc plus rapidement. Ainsi, il est possible que tous les signaux apparaissent en même temps à l'extrémité de la fibre, à condition de sélectionner une sélection appropriée du α (profil d'indice de réfraction).

Fibre multimode à indice gradué

Dans ce type de fibre, le diamètre du coeur varie de 50 à 100 micromètres. Lorsque le noyau a un grand diamètre, il permet à de nombreux rayons de circuler dans toute la fibre. Lorsque le signal lumineux se déplace dans la fibre, il change son comportement au cours du temps lorsqu'il y circule. Parce que nous avons déjà discuté du fait que l'indice de réfraction du noyau au niveau de l'axe est relativement plus élevé que celui de l'autre partie.

Ainsi, une fois que le signal lumineux est autorisé, il circulera dans la fibre, après quoi il transmettra du milieu faiblement dense au milieu très dense. Ainsi, le signal lumineux, bien qu'il soit réfléchi, se réfracte dans le noyau.

Par conséquent, la lumière émettrice est constamment réfractée et se courbe. Ainsi, dans le cas d'une fibre multimode, les signaux lumineux ne circulent pas en suivant une ligne droite, mais plutôt en suivant la voie parabolique en raison de la non-uniformité de l'indice de réfraction dans le cœur.

Mais, certains des modes transmettront sur une trajectoire rectiligne ou auront une faible nature parabolique. En conséquence, ces signaux lumineux circuleront lentement en raison des progrès réalisés dans les régions à indice de réfraction élevé par rapport à celles qui suivent une voie hautement parabolique.
Les signaux lumineux qui se propagent dans toute la région partiront de l'axe qui se déplace pendant la zone à faible indice de réfraction et transmet de longues distances mais circule rapidement. En conséquence, le temps de circulation diminuera d'un autre côté de la fibre. Par conséquent, tous les signaux traverseront différentes voies. Cela supprime la probabilité de propagation dans le noyau.

Différence entre l'indice de pas et la fibre à indice gradué

Les principales différences entre ces deux fibres sont discutées ci-dessous.

Fibre d'index d'étape

Fibre d'index graduée

Dans cette fibre, l’indice de réfraction du coeur est stable dans tout le coeur.Dans cette fibre, l’indice de réfraction du cœur de la fibre à indice gradué est le plus élevé au cœur, au centre, puis il diminue dans la direction de l’interface âme-gaine.
La propagation de la lumière se fait en zigzagLa propagation de la lumière se fait de manière hélicoïdale.
Il a une faible bande passanteIl a une bande passante élevée
Ce sont deux types comme le mode mono et multi-modeCe n'est qu'un type comme la fibre multimode

Pour chaque réflexion, le rayon traverse l'axe de la fibre.Les rayons de cette fibre ne traverseront pas l'axe de la fibre.
Le processus de fabrication est facileLe processus de fabrication est complexe.

Avantages

Le avantages de la fibre à indice gradué inclure les éléments suivants

  • En utilisant cette fibre, une grande quantité de données peut être transmise
  • Comparé au step-index, la distorsion est relativement faible

Désavantages

Le les inconvénients de la fibre à indice gradué comprennent le suivant

  • Il a moins d'efficacité de couplage léger.
  • Elle est coûteuse par rapport à la fibre à pas d'indice.

Applications de la fibre à indice gradué

Les applications comprennent les éléments suivants.

  • En règle générale, la fibre multimode à indice gradué est utilisée dans des applications à bande passante comparativement moindre et à courte distance LAN (réseaux locaux) qui fonctionne à 1 Gbps sinon moins.
  • La fibre monomode SMF ou Step-index est utilisée dans les applications à haut BW et longue distance telles que les dorsales de transport.

Ainsi, il s'agit de un aperçu de la fibre à indice gradué . A partir des informations ci-dessus enfin, on peut conclure que, dans cette fibre, le signal d'information qui est transmis peut bien circuler et que les chances de dispersion sont également moindres dans ce cas. Voici une question pour vous, qu'est-ce que la fibre optique?