La relation entre la perte de transmission des fibres optiques et la longueur d'onde est une question importante dans le domaine de la communication par fibres optiques, car différentes longueurs d'onde de lumière rencontreront différents mécanismes de perte lors de leur propagation dans les fibres optiques. Les pertes dans les fibres optiques comprennent principalement les pertes par absorption, les pertes par diffusion et les pertes par courbure, et ces mécanismes de perte sont étroitement liés à la longueur d'onde des ondes lumineuses. Cet article analyse la relation entre ces deux.
1, perte d'absorption
La perte d'absorption fait référence à la perte d'énergie provoquée par l'effet d'absorption du matériau fibreux lui-même lorsque les ondes lumineuses se propagent dans le matériau fibreux. Les matériaux à fibres optiques, principalement le dioxyde de silicium (SiO2), absorbent plus d'énergie lumineuse à certaines longueurs d'onde, telles que le pic d'absorption des ions OH - dans la région infrarouge et l'absorption de transition électronique dans la région ultraviolette. La fenêtre typique à faible perte se situe autour de 850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm, car l'absorption des matériaux fibreux est minime à ces trois longueurs d'onde.
2, perte de diffusion
Les pertes par diffusion comprennent principalement la diffusion Rayleigh et la diffusion non linéaire. La diffusion de Rayleigh est causée par une inhomogénéité microscopique des matériaux des fibres optiques, ce qui peut faire dévier une partie de l'énergie des ondes lumineuses de leur direction de propagation d'origine. La perte de diffusion de Rayleigh est inversement proportionnelle à la quatrième puissance de la longueur d’onde, ce qui signifie que plus la longueur d’onde est longue, plus la perte de diffusion est faible. À une longueur d’onde de 1 550 nm, la perte par diffusion Rayleigh est minimisée.
La diffusion non linéaire, telle que la diffusion Raman et la diffusion Brillouin, est liée à la longueur d'onde et à l'intensité lumineuse et peut généralement être bien contrôlée dans la région des grandes longueurs d'onde.
3, perte de flexion
La perte de courbure se produit lors du cintrage des fibres, en particulier lorsque le rayon de courbure est petit. Lorsque les ondes lumineuses se propagent dans des fibres optiques courbées, certains rayons lumineux s’échappent de la gaine de la fibre en raison de la réfraction, entraînant une perte d’énergie. La relation entre la perte par courbure et la longueur d'onde est complexe, mais d'une manière générale, lorsque la longueur d'onde est plus longue, la perte par courbure est relativement faible car la lumière de grande longueur d'onde est plus susceptible de rester confinée dans la fibre.
La perte de la fibre optique est relativement faible dans les trois fenêtres de longueur d'onde de 850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm, la perte dans la fenêtre de 1 550 nm étant la plus faible, allant de 0,19 dB/km à 0,25 dB/km, faisant de 1 550 nm la longueur d'onde préférée pour les communications par fibre optique longue distance. De plus, en raison de la faible dispersion des fibres optiques à une longueur d'onde de 1 550 nm, elles présentent également des avantages en matière de transmission à grande vitesse.
Le choix de la longueur d'onde appropriée est important pour optimiser les performances des systèmes de communication par fibre optique. Compte tenu de facteurs tels que la perte, la dispersion, les effets non linéaires et le coût, un choix est généralement fait entre les trois longueurs d'onde de 850 nm, 1 310 nm et 1 550 nm pour répondre aux différentes exigences des applications. Par exemple, les réseaux locaux à courte portée{{5} peuvent utiliser 850 nm, tandis que les réseaux fédérateurs longue distance-ont tendance à utiliser 1 550 nm.
