TECHNOLOGIE DE L'OPTIQUE GUIDEE

L’indice de réfraction n1 de la région centrale appelée « cœur », est supérieur à l’indice n2 de
la région avoisinante appelée « gaine ». L’indice de réfraction du cœur est uniforme; on parle
alors de fibre à saut d’indice. On applique le principe des lois de Snell et notamment la
réflexion totale. A cause de la réfraction du rayon (1) à l’interface air-cœur, l’angle du rayon
réfracté avec l’axe se change en θ1 et on tire l’équation
sinθo/ sinθ1 = n1/no =n1 (11) (puisque no=1 : milieu air )
Si l’angle θ1 à l’intérieur du cœur est inférieur à l’angle complémentaire de réflexion totale
θc =90- φc = cos -1 ( n2/n1) (12)
où φc est l’angle critique, il se produit dans la fibre une réflexion totale et le rayon continue à
se propager le long du cœur, puisque toutes les réflexions suivantes ont lieu avec le même
angle et par conséquent sans perte d’énergie. En revanche, si un rayon (2) pénètre dans le
cœur avec un angle supérieur à θc, une réflexion seulement partielle se produira alors et une
partie de l’énergie sera perdue par réfraction dans la gaine. Après plusieurs réflexions
successives, il reste très peu d’énergie dans le cœur et il n’ y a plus guidage.
Seuls les rayons qui forment un angle inférieur ou égal à θomax dans l’air sont reçus et
guidés par le cœur de la fibre. Sur le plan frontal, l’ensemble de ces rayons forme « le cône
d’acceptance » ou angle d’acceptance. C’est l’angle limite permettant d’accepter la lumière
dans la région du cœur de la fibre θa = θomax
- Ouverture Numérique : Définition
N= sinθomax (13)
D’après les lois de Snell , ona : no.sinθo=n1.sinθ1 (14)
à la limite de la réflexion totale, θ2=0, on a alors
n1cosθ1= n2cosθ2 (15)
cos θ1max=n2/n1 (16)
et sin θomax =1/n0
2 2
n − n = n − n
(17)
2
1
2
2
1
2
soit : N=n0 sin θomax ( si n0 # air) (18)
N=sin θomax ( si n0 =1 : air ) (19)
N =
n − n
(20)
2
1
2
2
Master GETEL UV Technologie de l'optique guidée Version 19/09/2007