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Kit « Étude d'une fibre optique » (réf. 204 636)


  • Cet ensemble consiste à étudier et à mesurer les principaux paramètres d'une fibre optique réelle multimode à gradient d'indice
  • Les fibres optiques sont des composants incontournables de notre vie quotidienne. Il est important de familiariser les étudiants à leur manipulation, critique d’un point de vue réglages, tout en leur apprenant le vocabulaire couramment usité pour les caractériser.
  • Le kit "Fibre optique réelle" (réf. 204 636) inclut tous les composants optiques pour réaliser ces expériences
  • Des versions complètes sont également proposées, incluant le kit 204 636 précédent, ainsi que les supports, cavaliers et accessoires :


Matériel nécessaire
  • 1 laser vert sur berceau inclinable
  • 1 puissance mètre avec monture adaptée
  • 1 fibre silice 2m à gradient d’indice, Øcœur 100 µm, avec supports
  • 2 objectifs de microscope : x10 et x20
  • 2 polariseurs en monture
  • 1 écran blanc

Principe :

Une fibre optique est composée d’au moins deux milieux d’indice de réfraction différents :
- n1 pour la partie centrale, « le cœur », de rayon a,
- n2 pour la partie extérieure, « la gaine », de rayon extérieur b.

La fibre optique agit comme un « guide d’onde » car cette structure est un « piège » pour la lumière. La gaine possède un indice de réfraction plus faible que le cœur : la lumière se propage uniquement dans certaines directions et reste confinée dans d’autres directions par une succession de réflexions totales sur la paroi.

Une fibre multimode à gradient d’indice présente un indice de réfraction de cœur n1 qui diminue de manière continue du centre vers la périphérie jusqu’à la valeur de l’indice de la gaine, n2.




Mesures proposées :

  • Mesure géométrique de l’ouverture numérique (sortie de fibre)
  • Mesure du cône d’acceptance (entrée de fibre)
  • Tracé du profil de cœur et du profil d’indice de la fibre
  • Mesure des pertes du signal transmis par la fibre
  • Mise en évidence de la dépolarisation du signal à la traversée de la fibre


Recommandations pour le couplage en entrée de fibre :

  • Utilisation de cavaliers spécifiquement conçus et adaptés à ce TP
  • Alignement par défilement du faisceau laser
  • Vérification de la colinéarité du laser avec objectif le long de l’axe optique
  • Pré-positionnement à l’œil de la fibre :
    • En latéral et vertical
    • En longitudinal, environ 1/2 cm après l’objectif x10
  • Optimisation du signal :
    • A l’œil : en jouant sur la translation longitudinale dans un premier temps puis en affinant les translations transverse micrométrique et verticale.
    • Au puissancemètre ensuite toujours de manière itérative sur les 3 translations à disposition.
    • Le couplage avec l’objectif x10 permet de mesurer des pertes en sortie de fibre inférieures au dB.



Focus sur la mesure du cône d’acceptance :

  • Un cavalier spécialement conçu à cette occasion permet d’orienter angulairement l’entrée de la fibre face au faisceau laser.
  • En relevant pour chaque position angulaire la puissance en sortie de fibre, il devient possible de retracer en échelle log le cône d’acceptance de la fibre.


Focus sur la mesure du profil d'indice :

  • La mesure consiste à déplacer avec une vis micrométrique le faisceau laser focalisé sur la face d’entrée de la fibre.
  • Les valeurs relevées en sortie de fibre à l’aide du puissancemètre permettent de retracer le profil d’intensité et donc le profil d’indice du cœur en fonction de la position en entrée de fibre.




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