La fibre optique est la technique qui consiste à envoyer de la lumière à travers des brins de verre ou de plastique transparents et flexibles. Ces brins sont appelés fibres optiques. Ils peuvent canaliser la lumière le long d’un chemin courbe. Des faisceaux de fibres parallèles éclairent et observent les endroits difficiles d’accès.
Les fibres optiques en verre très pur transportent la lumière sur de longues distances. La portée va de quelques centimètres à plus de 100 milles. La gradation est minime. Les câbles contenant ces fibres sont utilisés dans les systèmes de communication. Certaines fibres individuelles sont plus fines que les cheveux humains. Ils mesurent moins de 0,00015 pouce de diamètre.
La science derrière la réflexion interne totale
La fibre optique est basée sur la réflexion interne totale. La lumière pénètre par une extrémité de la fibre la plus simple. Il franchit la frontière et se reflète vers l’intérieur. La lumière traverse la fibre selon des réflexions en zigzag. Il sort par l’autre bout.
D’autres formes de fibres optiques réduisent ou suppriment ce zigzag. La plupart des fibres optiques comportent deux parties. Il y a un noyau pour la transmission de la lumière. Un revêtement entoure le noyau. Le revêtement est en verre ou en plastique. Il empêche la lumière de s’échapper. Le bardage réfléchit vers l’intérieur les rayons lumineux frappant sa surface intérieure.
Un détecteur reçoit la lumière à l’autre extrémité. Il peut s’agir d’un appareil photosensible ou de l’œil humain.
Faisceaux cohérents ou incohérents et types de fibres
Les faisceaux de fibres optiques sont cohérents ou incohérents. Les faisceaux cohérents ont des fibres disposées de manière à transmettre les images. Ils fournissent également un éclairage. Les paquets incohérents n’ont pas de disposition particulière. Ils transmettent uniquement l’éclairage.
Il existe deux types fondamentaux de fibres optiques. Les fibres monomodes et les fibres multimodes sont les options.
Les fibres monomodes transmettent un seul rayon comme porteur. Ils sont utilisés pour la transmission de signaux à grande vitesse sur de longues distances. Leurs cœurs sont beaucoup plus petits que les fibres multimodes. Ils n’acceptent la lumière que le long de l’axe des fibres. De minuscules lasers envoient de la lumière directement dans la fibre.
Les fibres multimodes transportent plusieurs rayons lumineux. Ils ont un diamètre de noyau plus grand. Ils acceptent la lumière sous différents angles. Les fibres multimodes utilisent davantage de types de sources lumineuses. Ils utilisent des connecteurs moins chers que les fibres monomodes. Ils sont principalement utilisés pour communiquer sur des distances plus courtes.
Des connecteurs à faible perte relient les fibres au sein du système. Ils le font sans réduire le signal lumineux. Ils relient également les fibres au détecteur.
Applications médicales des endoscopes
Les utilisations des fibres optiques sont nombreuses. En médecine, ils permettent aux médecins d’observer et de travailler à l’intérieur du corps. Cela se produit par de minuscules incisions. La chirurgie n’est pas toujours nécessaire.
Ils sont utilisés pour les endoscopes. Ce sont des instruments permettant de visualiser l’intérieur des organes creux. La plupart des endoscopes comportent deux jeux de fibres. Un anneau extérieur de fibres incohérentes fournit de la lumière. Un faisceau cohérent interne transmet l’image.
Les endoscopes peuvent examiner des zones spécifiques. Les médecins utilisent un arthroscope pour examiner les genoux et les épaules. Certains modèles disposent d’un troisième jeu de fibres. Ceux-ci transmettent un faisceau laser. Le laser arrête le saignement ou brûle les tissus malades.
La température corporelle peut être mesurée à l’aide d’une fibre optique. Ils peuvent être insérés dans les vaisseaux sanguins. Cela donne une analyse rapide et précise de la chimie du sang.
Utilisations industrielles et scientifiques
Dans la recherche scientifique et la fabrication, les dispositifs à fibre optique transportent la lumière. Ils vont et viennent de zones dangereuses. Ils atteignent les chambres à vide et les espaces confinés des machines.
Certains instruments utilisent des bobines de fibre optique comme dispositif de détection. Les changements dans la fibre produisent des changements mesurables dans les propriétés de la lumière. Ces changements proviennent de la pression, de la température ou d’autres conditions. Les fibres optiques mesurent la température, la pression, l’accélération et la tension dans les industries.
Avantages par rapport aux câbles en cuivre
Les systèmes de communication par fibre optique présentent des avantages. Ils sont plus efficaces que les systèmes utilisant des câbles en cuivre traditionnels. Ils ont une plus grande capacité de transport d’informations. Ils ne sont pas gênés par les interférences électriques. Ils nécessitent moins d’amplificateurs que les systèmes à câble en cuivre.
Une fibre optique transmet des informations sous forme de signaux lumineux. Ce sont généralement des éclairs de lumière. Les signaux sont générés par un petit laser à semi-conducteur ou une LED. Un appareil photosensible les détecte à l’autre extrémité. Un câble à fibre optique transmet beaucoup plus d’informations qu’un câble électrique de même taille.
Une application majeure consiste à relier les centraux téléphoniques. De nombreuses entreprises de communication ont installé de grands réseaux. Ceux-ci traversent les continents et sous les océans. Ils fournissent des informations dans le monde entier.
Histoire et développement
Les premières études sur la fibre optique ont été réalisées à la fin des années 1800. Le développement pratique n’a commencé qu’au début des années 1950. L’introduction des lasers a stimulé le développement. Cela s’est produit au début des années 1960. La production des premières fibres optiques en verre très pur a eu lieu en 1970.
L’utilisation commerciale de la fibre optique s’est développée rapidement dans les années 1980. Cela était particulièrement vrai dans les systèmes de communication.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre les fibres monomodes et multimodes ?
Les fibres monomodes ont des cœurs plus petits et n’acceptent la lumière que le long de l’axe. Ils utilisent de minuscules lasers et sont destinés à une transmission longue distance et à grande vitesse. Les fibres multimodes ont des noyaux plus gros et acceptent la lumière sous différents angles. Ils utilisent des connecteurs moins chers et sont destinés à des distances plus courtes.
Quelle est la différence entre les faisceaux de fibres cohérents et incohérents ?
Les faisceaux cohérents comportent des fibres disposées pour transmettre des images et de l’éclairage. Les faisceaux incohérents n’ont pas de disposition particulière et transmettent uniquement l’éclairage.
Pourquoi la fibre optique est-elle meilleure que les câbles en cuivre ?
Les fibres optiques ont une capacité plus élevée. Ils sont insensibles aux interférences électriques. Ils nécessitent moins d’amplificateurs.
Où la fibre optique est-elle utilisée en médecine ?
Ils sont utilisés dans les endoscopes. Ils permettent aux médecins de visualiser les organes creux. Ils sont également utilisés dans les arthroscopes pour les articulations. Certains modèles utilisent des lasers pour la chirurgie. Ils peuvent mesurer la température corporelle et analyser la chimie du sang.
Quand le développement pratique de la fibre optique a-t-il commencé ?
Le développement pratique a commencé au début des années 1950. L’exploitation commerciale a décollé dans les années 1980.
Fibre optique vs sans fil : l’écart de vitesse
La fibre optique est-elle meilleure que le sans fil ? La réponse est presque toujours oui lorsque vous vous souciez des performances brutes. La fibre gagne en rapidité et en fiabilité. Il envoie des données sous forme de lumière à travers des fils de verre. Le sans fil l’envoie via les ondes. Les ondes sont bondées. Ce n’est pas le cas du verre.
Cela dit, le sans fil a un point : la commodité. Vous pouvez vous déplacer. Vous n’avez pas besoin de brancher un câble sur votre ordinateur portable. Mais si vous diffusez des vidéos 4K ou utilisez un serveur, la fibre optique est le meilleur choix.
De quoi est fait le câble à fibre optique ?
Les gens demandent de quoi est faite la fibre optique. La réponse est simple. Il est constitué d’un noyau en verre ou en plastique. Ce noyau est entouré d’une couche appelée gaine. Le revêtement réfléchit la lumière vers le noyau. Cela maintient le signal fort. Sans cela, la lumière s’échapperait. Le câble peut également avoir des revêtements protecteurs, mais le cœur de celui-ci est ce brin de verre.
Monomode ou multimode : quel type de fibre correspond à vos besoins ?
Il existe deux principaux types de câbles à fibres optiques. Vous devez connaître la différence pour choisir le bon.
- Monomode : Cela utilise un petit noyau. Très petit. Il envoie la lumière directement au centre. Cela réduit la distorsion. C’est le meilleur pour la transmission longue distance. Pensez aux réseaux fédérateurs Internet ou à la télévision par câble sur des kilomètres.
- Multimode : Celui-ci a un noyau plus grand. La lumière rebondit davantage. C’est moins cher à installer. C’est bon pour les courtes distances. Les centres de données l’utilisent souvent.
Si vous demandez quel type de réseau convient le mieux à votre maison, cela n’a probablement pas beaucoup d’importance pour les réseaux locaux. Mais pour votre fournisseur d’accès Internet, le monomode est la norme pour les connexions longue distance.
Où la fibre optique est-elle utilisée ?
Vous ne voyez peut-être pas les câbles, mais vous les utilisez tous les jours. La fibre optique est utilisée pour la transmission des données. Ils s’occupent du gros du travail pour Internet. Ils transportent des signaux de télévision par câble. Ils prennent en charge les systèmes téléphoniques.
Le principal avantage est la distance. Ces câbles peuvent envoyer des données sur de longues distances sans perte de qualité. Les signaux sans fil s’estompent. Les signaux fibre restent nets. C’est pourquoi les grandes villes modernisent leurs infrastructures. Ils constituent l’épine dorsale physique du monde numérique moderne.
