Qu'est-ce que Dispersion chromatique ?

Élargissement des impulsions lumineuses dans une fibre optique dû au fait que la lumière de différentes longueurs d'onde se propage à des vitesses légèrement différentes. Dans la fibre monomode standard, elle est presque nulle vers 1,31 µm et vaut environ 17 ps/(nm·km) à 1,55 µm.

Nom japonais: 波長分散

« Dispersion chromatique » apparaît dans 3 questions d'entraînement réparties sur 1 thèmes, dont Photonique sur silicium.

Domaine: Photonique sur silicium

S'entraîner : questions sur Dispersion chromatique

Dans les télécommunications longue distance par fibre optique, quelle est la principale raison pour laquelle on utilise largement les longueurs d'onde autour de 1,55 µm (bande C) ?

  1. AC'est la bande de longueurs d'onde où les pertes de la fibre optique en silice sont les plus faibles
  2. BC'est la bande où le silicium absorbe le plus fortement la lumière, ce qui facilite la réalisation de photodétecteurs
  3. CC'est la bande où la dispersion chromatique s'annule, si bien que les impulsions ne s'élargissent pas du tout
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Réponse : A. C'est la bande de longueurs d'onde où les pertes de la fibre optique en silice sont les plus faibles

Les pertes d'une fibre optique en silice (SiO2) augmentent aux courtes longueurs d'onde à cause de la diffusion Rayleigh et aux grandes longueurs d'onde à cause de l'absorption infrarouge ; elles sont donc minimales entre les deux, vers 1,55 µm (environ 0,2 dB/km). Même après 100 km, les pertes ne sont que d'environ 20 dB, et la possibilité d'amplifier la lumière sans la convertir grâce aux amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) explique aussi l'usage de la bande C en longue distance. Dans une fibre monomode standard, la dispersion chromatique est quasi nulle vers 1,31 µm (bande O) ; à 1,55 µm, une dispersion subsiste. Le silicium n'absorbe presque pas cette longueur d'onde.

Pour les liaisons optiques relativement courtes à l'intérieur d'un centre de données, quelle est la raison correcte pour laquelle on utilise souvent les longueurs d'onde autour de 1,31 µm (bande O) ?

  1. ALes pertes de la fibre y sont les plus faibles de toutes les longueurs d'onde, et la lumière porte jusqu'à plusieurs milliers de km sans amplificateur
  2. BLa dispersion chromatique de la fibre monomode standard y est quasi nulle, si bien que la forme d'onde des signaux à haut débit se dégrade peu
  3. CC'est une lumière d'énergie égale à la bande interdite du silicium, ce qui permet d'utiliser directement le silicium comme photodétecteur
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Réponse : B. La dispersion chromatique de la fibre monomode standard y est quasi nulle, si bien que la forme d'onde des signaux à haut débit se dégrade peu

La dispersion chromatique est le phénomène par lequel une impulsion lumineuse s'élargit parce que la vitesse de propagation dans la fibre diffère légèrement selon la longueur d'onde. Dans une fibre monomode standard, la dispersion est quasi nulle vers 1,31 µm : on peut donc transmettre facilement des signaux à haut débit sur quelques km à environ 10 km sans traitement de compensation de la dispersion, et cette bande est utilisée par de nombreux émetteurs-récepteurs optiques pour centres de données. Les pertes sont minimales vers 1,55 µm (environ 0,2 dB/km) ; à 1,31 µm, elles sont un peu plus élevées, environ 0,3 à 0,35 dB/km. L'énergie des photons à 1,31 µm est d'environ 0,95 eV, et ils ne sont pas absorbés par le silicium.

« Dispersion chromatique » dans les explications

Questions mentionnant « Dispersion chromatique » (3)

  1. Dans les télécommunications longue distance par fibre optique, quelle est la principale raison pour laquelle on utilise largement les longueurs d'onde autour de 1,55 µm (bande C) ?
  2. Pour les liaisons optiques relativement courtes à l'intérieur d'un centre de données, quelle est la raison correcte pour laquelle on utilise souvent les longueurs d'onde autour de 1,31 µm (bande O) ?
  3. Quelle est la caractéristique correcte des systèmes cohérents, utilisés notamment pour les liaisons de plusieurs dizaines de km ou plus entre centres de données, par rapport à l'IM-DD ?

Termes associés

Fibre monomode Bande O Débit (throughput) Bande C Absorption (perte de chiffres) Coupleur à réseau Coupleur par la tranche (edge coupler) CPO (optique co-packagée) Effet de dispersion plasma Guide d'onde

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