Applet fibre optique - Dispersion modale

Applet

Applet fibre Applet fibre optique

Lire les informations sous l'applet sur le site de l'auteure et répondre aux questions posées dans cette page (paragraphe "Manipulation de l'applet").



Complément : fabrication d'une fibre optique

Manipulation de l'applet

En cours de manipulation, ne pas hésiter à rafraîchir la page pour revenir aux réglages initiaux.

Fibre à saut d'indice

En laissant les réglages par défaut, cliquer sur "impulsion" (cliquer sur "stop" pour immobiliser la trace) : les trains d'onde possèdent un déphasage qui dépend de leur incidence (lire les explications sous l'applet).
Comment ce déphasage évolue-t-il en fonction du rayon du cœur (déplacer les points rouges sur le graphe) ?
Quel est l'ordre de grandeur du diamètre d'une fibre optique (effectuer une recherche si nécessaire) ? Est-il judicieux de réduire le diamètre de la fibre ?
A-t-on intérêt, du point de vue de ce déphasage, à choisir l'indice du cœur (déplacer les points rouges) proche de celui de la gaine ?
Quel est l'inconvénient de ce choix (observer l'angle d'acceptance).

Fibre à gradient constant

Réinitialiser l'applet et cliquer sur "gradient constant". Dans une telle fibre, l'indice du cœur varie avec la distance r à l'axe : \(\displaystyle\frac{\textrm{d}n}{\textrm{d}r} = \textrm{cte}\). Observer la modification du graphe.
Commenter (trajet des rayons, amélioration ou non de la dispersion modale).

Fibre à gradient linéaire

Procéder de façon analogue et commenter (avantages et inconvénients de cette fibre).
Pour cette fibre, donner la forme de l'expression de \(\displaystyle\frac{\textrm{d}n}{\textrm{d}r}\) (sans chercher à déterminer les constantes).