Qu'est-ce que « Fibre optique » ? — Physique

Définition 3.19 Physique du lycée · Chapitre 3 — Réfraction de la lumière

Une fibre optique est un fil de verre mince fait d’un cœur d’indice $n_1$ enveloppé d’une gaine d’indice légèrement plus petit $n_2 < n_1$ . La lumière injectée à une extrémité voyage le long du cœur par réflexion totale interne répétée sur la frontière cœur–gaine.

Lumière guidée le long du cœur d’une fibre par réflexion totale interne (angles de rebond fortement exagérés : les vrais rayons rasent la paroi à plus de 80 de la normale). — Lumière guidée le long du cœur d’une fibre par réflexion totale interne (angles de rebond fortement exagérés : les vrais rayons rasent la paroi à plus de $80^\circ$ de la normale).

Exemples

Exemple 3.20 (Une fibre en chiffres)

Avec $n_1 = 1.48$ et $n_2 = 1.46$ ,

\sin i_c = \frac{1.46}{1.48} = 0.986, \qquad i_c = 80.6^\circ :

seuls les rayons à environ $9^\circ$ de l’axe sont guidés — ce qui convient parfaitement, puisque c’est exactement ainsi que la lumière laser est injectée. Dans le cœur la lumière voyage à $v = c/1.48 = 2.03 \times 10^{8}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ : une impulsion traverse une fibre de $100\,\mathrm{km}$ en environ une demi-milliseconde.

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