Fibre optique: À la base des autoroutes d'information

2000/01/09 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia

• Komunikazioak

Grâce à la fibre optique, la capacité d'envoi des données a considérablement augmenté ces dernières années. Une fois la Seconde Guerre mondiale terminée, pour appeler de l'Europe à l'Asie, les ondes radio courtes étaient envoyées à l'ionosphère pour rebondir sur Terre. De cette façon, la connexion avait besoin d'heures pour obtenir un appel de quelques minutes et souvent des interférences se produisaient. À mesure que la technique avançait, des mesures ont également été prises dans le domaine des communications. Ainsi, le premier câble transatlantique de cuivre a été lancé en 1956, ce qui a permis simultanément de réaliser 36 appels téléphoniques. En 1960, 5 millions d'appels téléphoniques ont été passés entre les continents. C'est alors que les satellites de communication sont arrivés, au milieu des années 60, une étape importante. En 1980, 200 millions d'appels transatlantiques étaient effectués chaque année.

Cependant, la technologie ne pouvait pas répondre à la demande existante dans le domaine. La technologie elle-même était à la limite et le besoin d'un meilleur système était évident pour le transport de données. Il a commencé à penser à des solutions et il est arrivé que le transport le plus efficace pour envoyer des informations à quelqu'un pourrait être clair. C'était le début de l'ère de la fibre optique.

Les fibres optiques sont des câbles remplis de miroirs pour transporter la lumière avec la moindre perte possible. Cette transmission de lumière est basée sur une théorie de l'optique: la réflexion interne totale. Selon cette théorie, s'il s'agit d'un angle d'attaque frontalière, au-dessus de cette limite il n'y a pas de rayons réfractés pour des angles d'attaque supérieurs, donc toute l'énergie est réfléchie. Dans les câbles à fibre optique, la lumière n'est pas perdue pendant le déplacement dans le tube. Bien que les applications de fibre optique soient relativement nouvelles, les caractéristiques de base sont connues depuis longtemps. Pour 1820 Augustine-Jean Fresnel défini les équations de la captation de la lumière sur les plaques de verre. En 1910 Demetrio Hondrose et Peter Deby ont développé ces équations théoriques pour les câbles avec mur en verre. En 1964, Stewart Miller a déterminé comment ces câbles en verre pouvaient être utilisés pour envoyer des données. Cela a provoqué que, surtout dans l'industrie et la médecine, on a commencé à utiliser des fils de verre fins pour pouvoir apporter la lumière partout, mais peu efficaces. Par exemple, 99% de la lumière était perdue dans le câble à fibre de 9 mètres. En 1966, Charles Kao et George Hockham ont constaté que la perte n'était pas due à la faible capacité d'envoi de données de la part du verre, mais aux impuretés générées dans le processus de fabrication du verre, notamment l'eau et les métaux. Après que les deux chercheurs ont rendu compte de sa conclusion, de nombreux scientifiques ont commencé à enquêter sur les fibres de verre jusqu'à ce qu'en 1970 il a découvert un qui a à peine perdu. Peu de temps après, on a découvert un semi-conducteur laser qui pouvait être utilisé à température ambiante et en même temps on a développé de nouvelles techniques de fabrication de fibres optiques. Avec ces changements est venu la révolution dans le domaine des fibres, qui sont sortis du laboratoire et ont commencé à être utilisés en ingénierie.

Dans la décennie qui a suivi ces découvertes, on a beaucoup progressé dans le domaine de la fibre optique, car ils ont obtenu des fibres qui perdent de moins en moins d'informations. Si en 1980 le signal d'information dans les meilleures fibres perdait de l'intensité, il devait parcourir au moins 240 kilomètres. Cependant, les fibres de ce niveau ne pouvaient pas être obtenues par des techniques conventionnelles, car pour éviter l'entrée de la saleté il fallait prendre des mesures très spéciales et rigoureuses. Le changement est venu avec des composés de silicium pur. Dans ces composés on ne recueille pas d'impuretés, mais pour les obtenir il était indispensable de développer la thermodynamique chimique, ce qui n'est pas arrivé jusqu'aux années 80.

Les câbles des fibres optiques actuelles peuvent être plus fins que les cheveux humains et à leur tour plus résistants que l'acier. Avec l'aide du développement du laser, la fibre optique a contribué à accroître considérablement la capacité des communications téléphoniques et par internet. Les applications ne se limitent pas à cela, car elles sont de plus en plus utilisées en astronomie, médecine ou industrie. Sans fibre optique, les autoroutes de communication existantes ne pourraient jamais être construites.

Avantages de la fibre optique

1. La fibre optique n'est pas conducteur d'électricité, il n'y a donc aucun risque d'électrocution.
2. La fibre optique n'est pas un conducteur de rayonnement ultraviolet. Beaucoup de matériaux, comme les œuvres d'art qui se trouvent dans les musées, perdent la qualité en subissant le rayonnement ultraviolet.
3. La fibre optique n'est pas conducteur de rayonnement infrarouge. Cela signifie que les systèmes à base de fibres optiques ne portent pas de chaleur, ce qui peut être très bon pour les circuits très sensibles à la chaleur.
4. La fibre optique est très bonne pour la focalisation de la lumière, permettant son utilisation dans des systèmes nécessitant la focalisation de la lumière. En outre, l'utilisation de fibres optiques peut réduire le nombre de foyers conventionnels utilisés dans l'éclairage.
5. La source lumineuse transportant la fibre est hors du système de fibre optique, de sorte qu'en changeant la source de lumière, il n'est pas nécessaire de modifier la fibre optique.

Publié dans 7