| HISTOIRE DES TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES 11 |
| CHAPITRE 1. -Presentation des telecommunications optiques 13 |
| 1.1 Qu'est-ce qu'une telecommunication optique? 13 |
| 1.2 Bref historique du debut des telecommunications optiques 15 |
| 1.3 Quelles sont les autres methodes de transmission optique? 16 |
| 1.3.1 Propagation normale d'un faisceau laser dans l'atmosphere 17 |
| 1.3.2 Methode utilisant un guide d'onde a lentilles 19 |
| 1.3.3 Lignes de transmission a fibres optiques 20 |
| 1.4 Quels sont les avantages des telecommunications par fibre optique? 22 |
| CHAPITRE 2. -Bases theoriques du guidage de la lumiere 23 |
| 2.1 La refraction et la reflexion constituent les bases des guides d'onde optiques 23 |
| 2.2 Comment la lumiere peut-elle etre guidee? 26 |
| 2.3 Une onde guidee peut etre representee par des modes discrets 28 |
| 2.4 Nombre de modes 32 |
| 2.5 Qu'est-ce qu'une vitesse de groupe? 35 |
| 2.6 Modes TE et TM 38 |
| CHAPITRE 3. -Caracteristiques de propagation et effet de focalisation d'un guide d'onde optique 39 |
| 3.1 Qu'est-ce qu'un guide d'onde a gradient d'indice? 39 |
| 3.1.1 Onde guidee dans un guide d'onde a gradient d'indice 40 |
| 3.1.2 Nombre de modes guides dans un guide d'onde a gradient d'indice 42 |
| 3.1.3 Vitesse de groupe dans le guide d'onde a gradient d'indice 44 |
| 3.2 Guide d'onde avec repartition arbitraire d'indice de refraction 45 |
| 3.3 Guide d'onde monomode 48 |
| 3.4 Effet de la courbure du guide d'onde 49 |
| 3.5 Effet d'irregularites d'interface 50 |
| 3.6 Focalisation de la lumiere 51 |
| CHAPITRE 4. -Principe de l'emission de lumiere et du fonctionnement du laser 54 |
| 4.1 Principes fondamentaux de l'emission lumineuse et du fonctionnement du laser 54 |
| 4.1.1 Mecanisme de l'emission de lumiere 54 |
| 4.1.2 Mecanismes de l'amplification et de l'oscillation de la lumiere 55 |
| 4.2 Emission lumineuse dans les semi-conducteurs et les diodes electroluminescentes 57 |
| 4.2.1 Processus d'emission de lumiere dans un semi-conducteur 57 |
| 4.2.2 Diode electroluminescente 62 |
| 4.3 Principes de fonctionnement du laser 62 |
| 4.3.1 Processus d'oscillation dans les lasers 62 |
| 4.3.2 Conditions pour l'oscillation laser 64 |
| 4.3.3 Double heterojonction et fonctionnement continu a temperature normale 65 |
| 4.4 Lasers a semi-conducteur 67 |
| 4.4.1 Fonctionnement d'un laser a semi-conducteur a double heterojonction 67 |
| 4.4.2 Spectre d'oscillation d'un laser a semi-conducteur 69 |
| 4.4.3 Fabrication de lasers semi-conducteurs a double hetero-structure 69 |
| 4.5 Caracteristiques de la lumiere emise 73 |
| 4.5.1 Signification de la coherence 73 |
| 4.5.2 Lasers et coherence 74 |
| CHAPITRE 5. -Sources de lumiere pour telecommunications par fibres optiques 77 |
| 5.1 Conditions requises pour les sources optiques des telecommunications 77 |
| 5.1.1 Principales caracteristiques des sources optiques 77 |
| 5.1.2 Autres proprietes d'une source optique 80 |
| 5.2 Sources lumineuses et caracteristiques de propagation des fibres optiques 82 |
| 5.3 Types de sources optiques 83 |
| 5.3.1 Diode electroluminescente au GaAlAs 83 |
| 5.3.2 Diode laser a semi-conducteur (DL) au GaAlAs 85 |
| 5.3.3 Les variantes de structures a geometrie en ruban 85 |
| 5.3.4 Approche d'une plus grande fiabilite 88 |
| 5.3.5 Puissance de sortie et rendement 89 |
| 5.3.6 Caracteristiques thermiques du laser DH au GaAlAs 90 |
| 5.4 Couplage a une fibre optique 91 |
| 5.5 Sources optiques a semi-conducteurs a longueurs d'onde plus grandes 92 |
| 5.5.1 Dispositifs au GaInAs 93 |
| 5.5.2 Dispositifs au GaAsSb 93 |
| 5.5.3 Dispositifs au GaInAsP 94 |
| 5.6 Lasers a cristaux 《a etat solide》 94 |
| 5.7 Lasers a semi-conducteur ameliores 97 |
| CHAPITRE 6. -Modulation, demodulation et circuits integres optiques 99 |
| 6.1 Qu'est-ce que la modulation optique? 99 |
| 6.2 Modulation directe des lasers a semi-conducteur 101 |
| 6.2.1 Resonance de cavite 102 |
| 6.2.2 Impulsions erratiques a la frequence de resonance 102 |
| 6.2.3 Oscillation de relaxation 103 |
| 6.2.4 Effet de l'accumulation des porteurs sur la modulation d'impulsion 103 |
| 6.3 Modulation directe des diodes electroluminescentes 107 |
| 6.4 Modulation externe 109 |
| 6.4.1 Modulation de phase 109 |
| 6.4.2 Modulateurs guide d'onde 111 |
| 6.5 Detecteurs optiques 111 |
| 6.5.1 Conversion d'un signal optique en signal electrique 111 |
| 6.5.2 Conditions requises pour les detecteurs optiques 111 |
| 6.5.3 Principe de la photodiode a avalanche (PDA) 112 |
| 6.5.4 Amplificateur a avalanche 114 |
| 6.6. Presentation generale des circuits integres optiques 115 |
| 6.7 Guides d'onde pour circuits integres optiques 116 |
| 6.8 Circuits de guides d'onde passifs 118 |
| 6.8.1 Filtre 118 |
| 6.8.2 Guide d'onde unidirectionnel 118 |
| 6.9 Circuits de guides d'onde actifs 119 |
| 6.9.1 Laser integre 119 |
| 6.9.2 Modulateur et deflecteur de guide d'onde 119 |
| 6.9.3 Detecteur de guide d'onde 121 |
| 6.9.4 Guide d'onde parametrique optique 121 |
| 6.10 Avenir des circuits integres optiques 121 |
| CHAPITRE 7. -Lignes de transmission par fibres optiques 122 |
| 7.1 Les differents types de fibres optiques et leurs caracteristiques 122 |
| 7.2 Parametres fondamentaux des fibres optiques 124 |
| 7.2.1 Fibres cylindriques circulaires 124 |
| 7.2.2 Modes se propageant dans une fibre a saut d'indice 125 |
| 7.2.3 Fibres a gradient d'indice 128 |
| 7.3 Materiaux et methodes de fabrication des fibres optiques 130 |
| 7.3.1 Fibre en verre de silice 130 |
| 7.3.2 Fibres en verre multicomposants 133 |
| 7.4 Attenuation des fibres optiques 134 |
| 7.4.1 Pertes dues a l'absorption et a la diffusion 134 |
| 7.4.2 Pertes dues aux courbures et a la diffusion a l'interface coeur-gaine 136 |
| 7.4.3 Pertes dues aux raccordements 137 |
| 7.5 Methodes de mesures de la repartition d'indices de refraction 138 |
| 7.6 Bande passante des fibres optiques 140 |
| 7.6.1 Facteurs reduisant la largeur de bande 140 |
| 7.6.2 Dispersion dans le materiau 141 |
| 7.6.3 Dispersion de guide d'onde 143 |
| 7.6.4 Dispersion multimodale 144 |
| 7.6.5 Effet du couplage de mode et des pertes dependant du mode sur la bande passante 146 |
| 7.6.6 Exemples de caracteristiques de transmission. Fibres multimodes a saut d'indice 147 |
| 7.7 Raccordements, connexions et cablages 150 |
| CHAPITRE 8. -Reseaux de telecommunications optiques et applications 153 |
| 8.1 Caracteristiques des reseaux de telecommunications par fibre optique 153 |
| 8.1.1 Comparaison avec les systemes a fil existants 153 |
| 8.1.2 Caracteristiques et applications des telecommunications par fibre optique 154 |
| 8.2 Distance de transmission avec les fibres optiques 156 |
| 8.2.1 Principe des transmissions 156 |
| 8.2.2 Puissance minimale du recepteur 156 |
| 8.2.3 Distance de transmission 158 |
| 8.2.4 Distances de transmission dans differents systemes 159 |
| 8.3 Exemples de techniques de transmissions optiques 160 |
| 8.3.1 Modulation par intervalles d'impulsions 160 |
| 8.3.2 Transmission optique avec modulation PCM 162 |
| 8.3.3 Telecommunication par fibre optique dans les reseaux de distribution electrique 163 |
| 8.3.4 Instrumentation et commande par fibre optique 165 |
| 8.4 Multiplexage de longueurs d'onde 166 |
| Annexe 1. -Trajectoire d'un rayon dans un guide d'onde a indice parabolique 168 |
| Annexe 2. -Dephasage sur une periode dans un guide d'onde a indice parabolique 170 |
| Annexe 3. -Traitement des equations (3.12) et (3.15) 172 |
| Annexe 4. -Equations differentielles 173 |
| Annexe 5. -Modes dans les fibres cylindriques a section circulaire 174 |
| Annexe 6. -Modes de Hermite-Gauss 178 |
| Annexe 7. -Modes HE, EH, HG et LG 179 |
| BIBLIOGRAPHIE 181 |
| INDEX 198 |
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| 1.1 Qu'est-ce qu'une telecommunication optique? 13 |
| 1.2 Bref historique du debut des telecommunications optiques 15 |
| 1.3 Quelles sont les autres methodes de transmission optique? 16 |
| 1.3.1 Propagation normale d'un faisceau laser dans l'atmosphere 17 |
