FR2941539A1 - Fibre optique monomode - Google Patents

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Abstract

Une fibre optique (10) comprend, depuis le centre vers la périphérie, un coeur central (12) et une gaine optique (14). Le coeur central (12) présente un indice n et un rayon r tel que 3,2µm < r < 4,5 µm ; et la gaine optique (14) présente un indice n2 constant tel que n < n, et 0,31 % < Δn < 0,55%. La fibre comprend au moins cinq trous (16) de rayon r répartis à une distance Λ du coeur central (12) où 9µm < A ≤ 17 µm et avec 0,5 × r ≤ r ≤ r .

Description

l FIBRE OPTIQUE MONOMODE
La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibre optique, et plus spécifiquement, une fibre présentant des pertes par courbure fortement réduites. Pour des fibres optiques, on qualifie généralement le profil d'indice en fonction de l'allure du graphe de la fonction qui associe l'indice de réfraction au rayon de la fibre. On représente de façon classique sur les abscisses la distance r au centre de la fibre, et sur les ordonnées la différence entre l'indice de réfraction et l0 l'indice de réfraction de la gaine de la fibre. La gaine extérieure faisant fonction de gaine optique présente un indice de réfraction sensiblement constant ; cette gaine optique est généralement composée de silice pure mais peut également contenir un ou plusieurs dopants. On parle ainsi de profil d'indice en échelon , en trapèze ou en triangle pour des graphes qui présentent des formes respectives d'échelon, 15 de trapèze ou de triangle. Ces courbes sont généralement représentatives du profil théorique ou de consigne de la fibre, les contraintes de fabrication de la fibre pouvant conduire à un profil légèrement différent. Une fibre optique est classiquement composée d'un coeur optique, ayant pour fonction de transmettre et éventuellement d'amplifier un signal optique, et 20 d'une gaine optique, ayant pour fonction de confiner le signal optique dans le coeur. A cet effet, les indices de réfraction du coeur n1 et de la gaine n2 sont tels que n1>n2. Comme cela est bien connu, la propagation d'un signal optique dans une fibre optique monomode se décompose en un mode fondamental (dénommé LPOI) guidé dans le coeur et en des modes secondaires guidés sur une certaine distance dans 25 l'ensemble coeur-gaine. On utilise classiquement comme fibre de ligne pour les systèmes de transmission à fibres optiques, des fibres à saut d'indice, appelées aussi fibres SMF (acronyme de l'anglais Single Mode Fiber ). Ces fibres présentent une dispersion chromatique et une pente de dispersion chromatique répondant à des normes de 30 télécommunication spécifiques. Pour des besoins de compatibilité entre systèmes optiques de constructeurs différents, l'union internationale des télécommunications, dont l'acronyme est ITU pour International Telecommunication Union en anglais, a défini un standard R:ABrevets\28500\2 8 504--090 1 2 3-Txt tel que déposé.doc 1/25 23/01/2009 12:05:43 avec une norme, référencée ITU-T G.652, à laquelle doit répondre une fibre optique de transmission standard, dite SSMF pour Standard Single Mode Fiber en anglais. Cette norme G.652 recommande entre autre pour une fibre de transmission la plage [8,6 ; 9,5 m] pour la valeur du diamètre de mode (MFD pour Mode Field Diameter en anglais) à la longueur d'onde de 1310 nm ; un maximum de 1260 nm pour la valeur de la longueur d'onde de coupure en câble ; la plage [1300 ; 1324 nm] pour la valeur de la longueur d'onde d'annulation de la dispersion (ZDW pour Zero Dispersion Wavelength en anglais) ; un maximum de 0,092 ps/nm2.km pour la valeur de la pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion (ZDS pour Zero Dispersion Slope en anglais). La longueur d'onde de coupure en câble est classiquement mesurée comme la longueur d'onde à laquelle le signal optique n'est plus monomode après propagation sur vingt deux mètres de fibre, tel que défini par le sous-comité 86A de la commission électrotechnique internationale dans la norme CEI 60793-1-44. Par ailleurs, pour des applications à des fibres destinées à des systèmes optiques jusqu'au particulier, dites FTTH pour Fiber To The Home en anglais ou FTTC pour Fiber To The Curb en anglais, la réduction des pertes par courbure est essentielle, notamment lorsque la fibre est destinée à être agrafée ou lovée dans un boîtier optique miniaturisé. Des normes ont ainsi été définies pour imposer des limites de pertes par courbures aux fibres destinées à de telles applications. La norme G.657B reprend les contraintes de la norme G.652 et impose en outre des limites strictes de pertes par courbure : à une longueur d'onde de 1550 nm, les pertes par courbure doivent être inférieures à 0,003 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm, à 0,1 dB/tour pour un rayon de courbure de 10 mm, et à 0,5 dB/tour pour un rayon de courbure de 7,5 mm ; - à une longueur d'onde de 1625 nm, les pertes par courbure doivent être inférieures à 0,01 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm, à 0,2 30 dB/tour pour un rayon de courbure de 10 mm, et à l dB/tour pour un rayon de courbure de 7,5 mm. On définit par ailleurs, pour une fibre donnée, une valeur dite MAC définie comme le rapport du diamètre de mode de la fibre à 1550 nm sur la longueur d'onde R \Brevets \28500\285 04--0901 2 3-Txt tel que déposé.doc 2/25 23/01/2009 12:05:43 de coupure effective. La longueur d'onde de coupure effective Xc est classiquement mesurée comme la longueur d'onde à laquelle le signal optique n'est plus monomode après propagation sur 2 mètres de fibre, tel que défini par le sous-comité 86A de la commission électrotechnique internationale dans la norme CEI 60793-1-44. Le MAC constitue un paramètre d'appréciation des performances de la fibre, en particulier pour trouver un compromis entre le diamètre de mode, la longueur d'onde de coupure effective et les pertes par courbure. On peut se référer aux documents EP-A-1 845 399 et EP-A-1 785 754 qui illustrent des résultats expérimentaux de la demanderesse et établissent une relation entre le MAC à la longueur d'onde de 1550 nm et les pertes par courbure à la longueur d'onde de 1625 nm avec un rayon de courbure de 15 mm dans une fibre standard à saut d'indice SSMF. Ces documents établissent notamment que le MAC influe sur les pertes par courbure de la fibre et que ces pertes par courbure peuvent être réduites en diminuant le MAC. Cependant, une diminution du MAC peut conduire à sortir des limites de la norme G.652. La réduction des pertes par courbure, tout en conservant certains paramètres de transmission optique, notamment en termes de diamètre de mode et longueur d'onde de coupure, constitue un véritable enjeu pour des applications FTTH ou FTTC.
Il est connu des documents US-A-7 164 835 et US-A-2007/0147756, des profils de fibres présentant des pertes par courbure limitées mais répondant tout juste aux critères de la norme G.652, notamment en termes de diamètre de mode et de dispersion chromatique. Par ailleurs, la technologie des fibres à trous permet d'atteindre de bonnes performances en termes de pertes par courbure. C'est pourquoi un certain nombre de fibres optiques ont été proposées mettant en oeuvre cette technologie. Par exemple, il est connu du document US-B-6 901 197 une fibre optique comprenant un coeur central et une gaine optique. Une pluralité de trous est formée dans la gaine optique. Ces trous sont arrangés en hexagones concentriques.
US-A-2006/24009 décrit une fibre monomode comprenant un coeur central et une gaine optique. La gaine optique inclut une pluralité de trous d'air cylindriques qui forment un réseau. Les trous d'air sont arrangés périodiquement de telle sorte que R:ABrevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 3/25 23/01/2009 12:05:43 la distance centre à centre entre deux trous d'air adjacents est au moins égale à 1,5 fois la longueur d'onde de la lumière se propageant dans la fibre optique. Le document US-B-6 636 677 décrit une fibre optique comprenant un coeur central et une gaine optique dans laquelle est formée une pluralité de trous d'air 5 arrangés en anneaux concentriques. Il est également connu des fibres présentant des trous d'air cylindriques arrangés selon un seul anneau. Ainsi, US-A-5 907 652 divulgue une fibre multimode comprenant un coeur central, une gaine optique intermédiaire multimode, une première et une deuxième 10 gaine optique extérieure, et un revêtement polymère. Selon ce document, des trous d'air sont formés dans la première gaine extérieure, les trous d'air occupant un volume supérieur à 75% du volume de la première gaine optique extérieure. Par ailleurs, US-A-2006/45448 décrit une fibre optique comprenant un coeur central et une gaine optique dans laquelle est formée une pluralité de trous d'air 15 cylindriques arrangés en anneau. Le diamètre des trous est supérieur au diamètre du coeur central. Une autre fibre optique comportant un coeur central et une gaine optique présentant des trous d'air cylindriques formés dans la gaine et répartis selon un anneau est décrite dans l'article Hole-assisted fiber design for small bending and 20 splice losses , extrait de IEEE photonics technology letters, vol. 15, N° 12, décembre 2003. Le diamètre des trous est égal au diamètre du coeur central. L'article High performance optical fibers for next generation transmission systems , extrait de Hitachi Cable Review, n° 22, août 2003, décrit également une fibre optique comprenant un coeur central et une gaine optique présentant six trous 25 d'air. Cependant, cet article ne donne pas de précision concernant les dimensions des différents éléments de la fibre. De même, l'article Field installable connector optimized for holey fiber , de Y. Kato, K. Suzuki et K. Ohsono extrait du compte-rendu de la conférence Optical fiber communications conference , OFC 2007, communication NthA2, 30 décrit également une fibre optique comprenant un coeur central et une gaine optique comprenant six trous d'air. Cependant, cet article ne donne pas de précision concernant les dimensions des différents éléments de la fibre. R:\Brevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 4/25 23/01/2009 12:05:43 Enfin, l'article A novel fabrication method of versatile holey fibers with Iow bending Ioss and their optical characteristics , de G.H. Kim, Y.-G. Han, H.S. Cho, S.H. Kim, S.B. Lee, K.S. Lee, C.H. Jeong, C.H. Oh, H.J. Kang, extrait du compte-rendu de la conférence Optical liber communications conference , OFC 2006, communication OW12, décrit une fibre optique comprenant un coeur central et une gaine optique dans laquelle sont ménagés six trous d'air, disposés selon un anneau. Le diamètre des trous est supérieur au diamètre du coeur central.
Il existe toujours un besoin pour une fibre optique qui présente une bonne résistance aux pertes par courbure, tout en présentant une valeur de MAC
l0 relativement élevée.
A cet effet, l'invention propose une fibre à trous optimisée pour améliorer les pertes par courbure tout en conservant une valeur de MAC élevée.
L'invention propose plus particulièrement une fibre optique comprenant, depuis le centre vers la périphérie, un coeur central et une gaine optique, dans 15 laquelle
- le coeur central présente un indice ni et un rayon r1 tel que 3,2 pm<r, <4,5pm ; - la gaine optique présente un indice n2 tel que n2 < nt et
0,31%<An = n' -n-'-<0,55% ; n2 20 la gaine optique comprenant au moins cinq trous de rayon rh répartis à une distance A du coeur central, la distance A étant mesurée du centre du coeur central au centre des trous, avec 0,5xr, <rh r, et 9pm<AS17pm. 25 De préférence, la fibre optique selon l'invention présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :
- les au moins cinq trous sont équirépartis circonférentiellement;
- la fibre optique présente une valeur MAC supérieure à 6,5, la valeur
MAC étant définie comme le rapport du diamètre de mode de la fibre à
30 1550 nm sur la longueur d'onde de coupure effective de la fibre; R:'Brevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 5/25 23/01/2009 12:05:43 - la fibre présente, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures : - à 5,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=7,5 mm ; et - à 1,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=10 mm ; - la fibre optique présentant une valeur MAC inférieure à 8,5, ; - la fibre présente, pour une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbure inférieures : - à 1,0 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=7,5 mm ; et - à 0,2 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=10 mm ; - la fibre optique présentant une valeur MAC inférieure à 8,5 ; la fibre présente une valeur de MAC inférieure à 8,4 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 6.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 8.10-3 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm ; - la fibre présente une valeur de MAC inférieure à 8 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 3,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 4,0.10-3 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm; - la fibre présente une valeur de MAC inférieure à 7,5 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 2,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, 25 et - inférieures à 7,0.10-4 dB/tour pour un rayon de courbure de mm; - la fibre présente une valeur de MAC inférieure à 7 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : 30 - inférieures à 1,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 1,0.10-5 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm; R:\Brevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 6/25 23/01/2009 12:05:43 15 20 - la valeur de la longueur d'onde d'annulation de la dispersion 4 de la fibre est comprise entre 1300 < X0 <1324 nm ; - la valeur de la pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de la dispersion de la fibre est inférieure à 5 9,2.10-2 ps/nm2/km ; - la fibre présente une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm ; - la fibre présente une longueur d'onde de coupure effective inférieure à 1260 nm ; 10 - la fibre comporte une unique couronne de trous ; - La fibre présente un diamètre de champ modal 2 x W02 à la longueur d'onde de 1310 nm compris entre 8,6 et 9,5 m. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre 15 d'exemple et en référence au dessin annexé qui montre une représentation schématique d'une vue en coupe d'une fibre selon un mode de réalisation de l'invention. Telle qu'illustrée sur la figure 1, la fibre 10 de l'invention présente un coeur central 12 et une gaine optique 14. Typiquement, le coeur central est obtenu par dépôt 20 de type CVD dans un tube de silice formant la préforme et la gaine optique est constituée par le tube et la recharge du tube généralement en silice, naturelle ou dopée. Le coeur central peut également être obtenu par toute autre technique de dépôt (VAD ou OVD). La fibre 10 comprend également des trous 16 formés dans la gaine optique 14. Ces trous 16 peuvent être obtenus par perçage dans la préforme une fois 25 le dépôt du coeur et la recharge effectués, ou par toute autre technique. De manière connue en soi, la fibre optique 10 peut être obtenue par étirage de la préforme. La fibre avec les trous peut également être obtenue en étirant une préforme elle-même obtenue selon la méthode dite sol-gel . Selon cette méthode, la 30 préforme est réalisée par moulage. Selon une autre variante, la préforme à étirer est obtenue selon un procédé dit stack and draw (en français empiler puis étirer ). Selon ce procédé, la R:ABrevets'28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 7/25 23/01/2009 12:05:43 préforme est réalisée en assemblant des tubes creux pour former les trous, et des barreaux pleins pour former le coeur central et la gaine.
Sur la figure 1, six trous 16 sont réalisés dans la gaine 14. Cependant, la fibre selon l'invention comprend au moins cinq trous et peut comprendre plus de six 5 trous.
De manière remarquable, les trous 16 de la fibre 10 selon l'invention sont agencés selon un anneau unique autour du coeur central, de manière à présenter un écart angulaire mesuré depuis le centre du coeur central 12 sensiblement constant entre deux trous 16 successifs. En d'autres termes, les trous 16 de la fibre 10 sont
10 équirépartis circonférentiellement autour du coeur central. Ainsi, les trous sont répartis sensiblement à équidistance du coeur central, et la distance entre deux trous voisins est sensiblement constante.
En effet, il a été remarqué que les fibres comprenant une structure avec plusieurs anneaux de trous d'air autour du coeur central présentent des pertes par
15 courbure plus importantes, notamment pour des rayons de courbure inférieurs à 15 mm, que des fibres optiques où les trous sont agencés selon un unique anneau. En outre, les fibres avec plusieurs anneaux de trous d'air concentriques sont plus complexes à fabriquer que les fibres comprenant des trous répartis sur un seul anneau autour du coeur central.
20 La fibre selon l'invention comprend un coeur central présentant un indice de réfraction n, et une gaine optique présentant un indice de réfraction n2, l'indice n, étant supérieur à l'indice n2.
On définit la largeur du coeur par son rayon ri, la largeur de la gaine par son rayon extérieur r2, et la largeur des trous par leur rayon rh.
25 Selon l'invention, le coeur central 12 présente un rayon r, compris entre 3,2 et 4,5 pm; soit sensiblement équivalent à celui d'une fibre monomode standard.
Le rayon r2 de la gaine est de préférence compris entre environ 80 et environ 125 pm. Un rayon r2 de 80 pm permet notamment d'obtenir une fibre présentant une meilleure résistance mécanique.
30 Par ailleurs, le coeur central 12 et la gaine optique 14 de la fibre optique 10 présentent respectivement un indice de réfraction n1, n2 tels que n2 <n, et :
0,31% < An = n' ù n 2 < 0,55% . n2 R:ABrevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 8/25 23/01/2009 12:05:43 Le diamètre du coeur central ainsi que sa différence d'indice relative avec la gaine optique permettent de garantir des conditions de propagation du signal optique compatibles avec la norme G.652, notamment en terme de dispersion chromatique et diamètre de mode.
Par ailleurs, la gaine optique 14 comprend au moins cinq trous 16, de préférence 6, de rayon rh équirépartis circonférentiellement à une distance A du coeur central. Ces trous forment des sauts d'indice négatifs dans la gaine optique, et contribuent ainsi à améliorer les caractéristiques de pertes par courbure de la fibre optique selon l'invention.
Les trous ont la forme de canaux continus. En l'espèce, les trous s'étendent longitudinalement selon l'axe de la fibre. Cependant, les trous peuvent également s'étendre hélicoïdalement le long de la fibre. En d'autres termes, les trous peuvent également être torsadés ou toronnés. De préférence, le nombre de trous est limité à 8 trous.
Les trous peuvent être remplis d'air, en particulier d'air sec. En effet, l'humidité de l'air peut provoquer une augmentation de la dissipation de la fibre. Les trous peuvent cependant également être rempli d'un gaz inerte tel que de l'argon, de l'hélium ou de l'azote. Selon l'invention, la distance A entre le centre des trous 16 et le centre du coeur central 12 est comprise entre 9 et 1711m. De préférence, cette distance A est comprise entre 11 et 15 pm et, de manière encore préférée, égale à 13 pm. En effet, si les trous sont trop près du coeur central, ils permettent la propagation de modes d'ordres supérieurs dans la fibre ce qui conduit à une augmentation de la longueur d'onde de coupure. Si les trous sont trop éloignés du coeur central, ils ne permettent pas de garantir des pertes par courbure dans les limites imposées par la norme G.657. Par ailleurs, selon l'invention, le rayon des trous rh et le rayon du coeur central r1 vérifient l'inéquation 0,5 x r1 <_ rh 5 r, , de préférence 0,6x r1 <_ rh <_ 0,9x r1. De manière encore préférée, le rayon des trous est égal à 0,75 x r1. Si le rayon des trous de la fibre est trop faible, ils ne permettent pas de garantir des pertes par courbure dans les limites imposées par la norme G.657. Si le rayon des trous de la fibre est trop grand, ils permettent la propagation de modes d'ordres supérieurs dans la fibre ce qui conduit à une augmentation de la longueur d'onde de coupure. R:ABrevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 9/25 23/01/2009 12:05:43 Il a été constaté que ces valeurs de paramètres pour une fibre à trous permettent d'obtenir une fibre optique présentant à la fois des pertes par courbure faibles et une valeur de MAC relativement élevée. Ainsi, de préférence, la fibre présente une valeur de MAC supérieure à 6,5.
La fibre selon l'invention peut également présenter une valeur de MAC inférieure à 8,5 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures à 0,5 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=7,5 mm, et inférieures à 0,1 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=10 mm. Par exemple, la fibre optique selon l'invention peut présenter une valeur de MAC inférieure à 8,4 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures à 6.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et inférieures à 8.10-3 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm. Selon un autre exemple, la fibre optique selon l'invention peut présenter une valeur de MAC inférieure à 8 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures à 3.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et inférieures à 4.10-3 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm. Selon un autre exemple, la fibre optique selon l'invention peut présenter une valeur de MAC inférieure à 7,7 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures à 3.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et inférieures à 7.10-4 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm. Selon un autre exemple, la fibre optique selon l'invention peut présenter une valeur de MAC inférieure à 7,5 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures à 2.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et inférieures à 5.10"4 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm. Selon un autre exemple, la fibre optique selon l'invention peut présenter une valeur de MAC inférieure à 7 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures à 8.10-2 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et inférieures à 1,5.10"5 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm. Par ailleurs, la fibre optique selon l'invention peut présenter une valeur de longueur d'onde d'annulation de la dispersion X0 qui est comprise entre 1300 < Xo <1324 nm . La fibre optique selon l'invention peut également présenter une valeur de pente de dispersion chromatique à la longueur d'onde d'annulation de R:\Brevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 10/25 23/01/2009 12:05:43 la dispersion inférieure à 0,092 ps/nm2.km. Ainsi, la fibre optique selon l'invention peut respecter parfaitement la norme G.652 en termes de dispersion chromatique. Par ailleurs, la fibre selon l'invention peut présenter :
- une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm, et - un diamètre de champ modal 2xW02 à 1310 nm compris entre 8.6 et 9.5 pm.
La fibre optique selon l'invention respecte donc également la norme G.652 en termes de longueur d'onde de coupure et de diamètre de mode. Un couplage avec d'autres fibres existantes respectant la norme G.652 peut être envisagé avec un minimum de pertes.
Les tableaux ci-dessous rassemblent des exemples de fibres.
La première ligne des tableaux I à IV attribue une référence A à N à chaque exemple. La deuxième ligne définit le rayon du coeur central. La troisième ligne indique l'indice de réfraction du coeur central sous la forme d'un rapport An défini comme suit : Anùn1ùn2 n2 où n1 est l'indice de réfraction du coeur central et n2 est l'indice de réfraction de la gaine optique.
L'indice de réfraction du coeur central est donc donné en pourcentage dans les tableaux ci-dessous.
Les quatre lignes suivantes indiquent respectivement :
- le nombre de trous réalisés dans la gaine optique,
- leur rayon,
- le rapport entre le rayon des trous et le rayon du coeur central, et - la distance A entre les trous et le coeur central, distance mesurée de centre à centre.
Les deux lignes suivantes indiquent le diamètre de champ modal 2xW02 respectivement à une longueur d'onde de 1310 nm et de 1550 nm. Ce diamètre de champ modal 2xW02 est défini selon l'équation de Petermann Il.
Les deux lignes suivantes indiquent respectivement la longueur d'onde de coupure en fibre X et le MAC défini comme le rapport 2xW02/2k. R:ABrevets\28500\2 8504--090 1 2 3-Txt tel que déposé.doc 11125 23/01/2009 12:05:43 Les quatre lignes suivantes indiquent les pertes par courbure PPC à la longueur d'onde de 1550 nm pour, respectivement, des rayons de courbures Rc de 15 mm, 10 mm, 7,5 mm et 5 mm, les valeurs des pertes par courbure étant exprimées en dB par tour.
Les quatre lignes suivantes indiquent les pertes par courbure PPC à la longueur d'onde de 1625 nm pour, respectivement, des rayons de courbures Rc de 15 mm, 10 mm, 7,5 mm et 5 mm, les valeurs des pertes par courbure étant exprimées en dB par tour. Les fibres du tableau I comprennent six trous de rayon 3 m équirépartis circonférentiellement à une distance A égale à 13 lam du centre du coeur central. TABLEAU I A B C D rl ( m) 4,4 4 3,5 3,2 An (%) 0,31 0,36 0,47 0,55 Nombre de trous 6 rh (pm) 3 (rh/rl) 0,68 0,75 0,86 0,94 A ( m) 13 2xW02 @ 1310 nm ( m) 9,6 8,8 7,8 7,2 2xW02 @ 1550 nm ( m) 10,5 9,8 8,8 8,1 (nm) 1252 1254 1255 1251 MAC 8,4 7,8 7 _ 6,5 PPC @ 1550 nm Rc=15 mm 7,2x10-3 8,1x104 1,0x10-5 1,1x10-7 (dB/tour) Rc=10 mm 5,6x10-2 1,5x10-2 1,1x10-3 1,1x10-4 Rc=7,5 mm 1,6x10-' 6,2x10-2 8,5x10-3 1,8x10-3 J Rc=5 mm 5,4x10' 3,3x10-1 7,Ox10-2 2,Oxl02 PPC @1625 nm Rc=15mm 2,0xlO-2 3,4x10-3 9,8x10-5 4,2x10-6 (dB/tour) Rc=10mm 9,8x 10-2 3,3x 10-2 4,1x103 ~ 6,1x10 Rc=7,5mm 2,6x 10-1 1,0x 10-' 2,1 x I O-2 _ 5,9x 10-3 _ Rc=Smm 9,3x10-' 4,6x101 1,1x101 5,0x102 On remarque que les exemples du tableau I diffèrent par la dimension du coeur central de la fibre optique, qui présente un rayon r1 compris entre 3,2 m et 4,4 pm, et par la variation de la différence d'indice An entre le coeur et la gaine, comprise entre 0,31 et 0,55 %. Le rapport entre le rayon des trous et le rayon du coeur central varie entre 0,68 et 0,94. R:\Brevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 12/25 23/01/2009 12:05:43 On remarque que seule la fibre B est conforme à la norme G652 du point de vue du diamètre de mode. Les fibres A à D présentent une longueur d'onde de coupure effective comprise entre 1251 et 1255. Ainsi, toutes ces fibres présentent une longueur d'onde de coupure sur fibre qui assure une longueur d'onde de coupure en câble Xcc<1260 nm, conformément à la norme G.652. La valeur MAC de ces fibres est comprise entre 6,5 et 8,4. Les fibres des exemples A à D présentent toutes des pertes par courbure dans les limites de la norme G.657B, notamment elles présentent toutes des pertes par courbure à la longueur d'onde de 1550 nm, inférieures à 0,5 dB/tour, pour un rayon de courbure de 7,5 mm, et inférieures à 0,1 dB/tour, pour un rayon de courbure de 10 mm. En particulier, les fibres des exemples C et D présentent des pertes par courbure dix fois inférieures aux pertes par courbure imposées par la norme G.657B pour les deux longueurs d'ondes 1550 nm et 1625 nm. Seule la fibre A présente des pertes par courbure, pour un rayon de courbure de 15 mm, légèrement supérieures aux valeurs fixées par la norme G.657B. Le tableau II ci-dessous présente des fibres optiques ayant toutes un coeur central de rayon 4 pm. La différence d'indice entre le coeur central et la gaine optique est égale à 0,36% dans toutes ces fibres. Enfin, toutes les fibres du tableau II présentent six trous équirépartis circonférentiellement à une distance, mesurée centre à centre, de 13 pm du coeur central. R:ABrevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 13/25 23/01/2009 12:05:43 TABLEAU II E F ~B 1G r1 ( m) 4 An (%) 0,36 Nombre de trous 6 rh ( m) 1 2 3 4 (rh/r1) 0,25 0, 5 0,75 1 A (lam) 13 2xW02 @ 1310 nm (p m) 8,9 8,9 8,8 8,7 2xW02 @ 1550 nm ( m) 10,0 10,0 9,8 9,6 ~c (nm) 1205 1225 1254 1483 MAC 8,3 8,1 7,8 6,4 PPC @1550 Rc=15 mm 1,1x10-2 3,7x10' 8,1x10 7,0x10-5 nm (dB/tour) Rc=lO mm 2,7x10' 7,9x10-2 1,5x10-2 1,0x10-3 Rc=7,5 mm 1,29 3,5x10-' 6,2x102 4,1x10-3 Rc=5 mm 6,5 1,8 3,3x10"' 2,0x102 PPC @1625 Rc=15mm 5,0x102 1,6x10-2 3,4x103 2,8x104 nm (dB/tour) Rc=10mm 6,7x10' 1,9x10' 3,3x10-2 2,2x103 Rc=7,5mm 2,2 6,0x10-' 1,0x10-' 6,6x103 Rc=5mm 10,2 2,8 4,6x10-' 2,7x10-2` Les exemples du tableau II se distinguent les uns des autres par le rayon des trous qui sont réalisés dans chacun des exemples B, E, F et G. Il est à noter que les exemples E et G ne font pas partie de l'invention. En effet, le rayon des trous de la fibre E est trop faible ; la fibre E présente alors des pertes par courbure relativement importantes, nettement supérieures aux valeurs imposées par la norme G.657B. Le rayon des trous de la fibre G est trop grand, égale à celui du coeur. Un tel diamètre, combiné avec un nombre de 6 trous, conduit à une longueur d'onde de coupure sur fibre très élevée, n'assurant pas de rester dans les limites de la norme G.652 (Xcc<1260 nm). La fibre G présente aussi une valeur de MAC relativement faible, inférieure à 6,4. Pour les fibres B et F du tableau II, on remarque que les valeurs du diamètre de mode à 1310 nm sont conformes à la norme G.652. De même, les fibres B et F présentent une longueur d'onde de coupure sur fibre qui assure une longueur d'onde de coupure en câble conforme à la norme G.652. La valeur MAC de ces fibres est comprise entre 7,8 et 8,1, soit des valeurs élevées. Malgré ces valeurs de MAC élevées, les fibres B et F présentent des pertes R:\Brevets\28500\2 8504--0901 23-Txt tel que déposé.doc 14/25 23/01/2009 12:05:43 14 par courbure nettement inférieures aux limites de la norme G.657B ; notamment elles présentent à la longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbures inférieures à 0,5 dB/tour, pour un rayon de courbure de 7,5 mm, et inférieures à 0,1 dB/tour, pour un rayon de courbure de 10 mm. Cependant, la fibre F présente des pertes par courbure légèrement supérieures aux valeurs de la norme pour un rayon de courbure de 15 mm. Les tableaux IIIa et IIIb ci-dessous présentent des fibres optiques ayant toute un coeur central de rayon 4 m. La différence d'indice entre le coeur central et la gaine optique est égale à 0,36% dans toutes ces fibres. Enfin, toutes les fibres de ces tableaux IIIa et IIIb présentent six trous équirépartis circonférentiellement.
TABLEAU IIIa H I ~B r1 ( m) 4 An (%) 0,36 Nombre de trous 6 rh ( m) 3 (rh/r 1) 0,75 A (pm) 9 11 13 2xW02 @1310 nm ( m) 7,6 8,6 8,8 2xW02 @ 1550 nm ( m) 7,8 9,2 9,8 ~c (nm) 1474 1274 1254 MAC 5,3 7,2 7,8 PPC @1550 Rc=15mm 3,5x10-4 4,8x10-4 8,1x10-4 nm (dB/tour) Rc=10 mm 1,8x10-3 6,4x10-3 1,5x10-2 Rc=7,5 mm 3,0x10-3 2,3x10-2 6,2x10-2 Rc=S mm 6,6x10-3 6,6x10-2 3,3x10-' PPC @1625 Rc=15mm 1,4x10-3 2,2x10-3 3,4x10-3 nm (dB/tour) Rc=10mm 3,9x10-3 1,4x10-2 3,3x10'` Rc=7,5mm 5,3x10-3 3,9x10-2 1,0x10-1 Rc=Smm 8,0x10-3 1,2x104 4,6x104 R:\Brevets\28500\2 8504--0901 23-Txt tel que déposé.doc 15/25 23/01/2009 12:05:43 TABLEAU IIIb B K IL r1 (pm) 4 An (%) 0,36 Nombre de trous 6 rh (pm) 3 (rh/r l) 0,75 A (pm) 13 15 17 19 2xW02 @ 1310 nm (pm) 8,8 8,9 8,9 8,9 2xW02 @ 1550 nm (pm) 9,8 10,1 10,1 10,2 Xc (nm) 1254 1244 1245 1247 MAC 7,8 8,1 8,1 8,2 PPC @1550 Rc=15 mm 8,1x10-4 1,9x10-3 2,9x10-3 3,8x10-3 nm (dB/tour) Rc=10 mm 1,5x10-2 3,2x10-2 5,4x10-2 8,5x102 Rc=7,5 mm 6,2x10-2 1,6x10-' 3,2x10-' 6,4x10-1 Rc=S mm 3,3x10-' 1,2 3,9 13 PPC @1625 Rc=l5mm 3,4x10-3 7,4x10-3 1,Ix10E2 1,5x10-2 nm (dB/tour) Rc=10mm 3,3x10"3 7,4x10-2 1,3x10"' 2,1x10"' Rc=7,5mm 1,0x10-' 2,7x10-1 5,7x10-' 1,2 Rc=5mm j 4,6x10-' 1,7 5,0 17,0 Les tableaux IIIa et IIIb montrent l'impact de la distance entre le centre du coeur et le centre des trous, ces distances étant comprises, dans ces tableaux, entre 9 et 19 pm. Il est à noter cependant que les exemples H et L ne font pas partie de l'invention ; la fibre de l'exemple H présente des trous trop proches du coeur central et la fibre de l'exemple L présente des trous trop éloignés du coeur central. La fibre H présente ainsi une longueur d'onde de coupure sur fibre de 1474 nm qui implique une longueur d'onde de coupure en câble nettement supérieure à la valeur limite fixée par la norme G.652. La fibre H présente d'ailleurs une valeur de MAC relativement faible, égale à 5,3. On remarque que les valeurs du diamètre de mode à 1310 nm des exemples des tableaux IIIa et IIIb pour les fibres selon l'invention sont comprises entre 8,6 et 8,9 pm. Ces valeurs sont donc conformes à la norme G.652.
Toutes les fibres des tableaux IIIa et IIIB, à savoir B, I, J, K, présentent une longueur d'onde de coupure sur fibre assurant une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm. Le tableau IIIa indique de plus que les pertes par courbure de la fibre I sont nettement inférieures aux valeurs fixées par la norme G.657B. En particulier, pour R :\Brevets\28500\2 8504--0901 23-Txt tel que déposé.doc 16/25 23/01/2009 12:05:43 des rayons de courbure de 10 ou 15 mm, ces pertes sont au moins dix fois inférieures aux valeurs limites de la norme. La fibre J présente également des pertes par courbure inférieures aux valeurs limites fixées par la norme G.657B, pour les deux valeurs de longueurs d'onde et 5 pour les différents rayons de courbure de la fibre. La fibre K présente des pertes par courbure généralement inférieures aux valeurs fixées par la norme. Cependant, à une longueur d'onde de 1625 nm et pour un rayon de courbure de 15 mm, la fibre K présente des pertes par courbure égales à 1,1 x 10-2 dB/tour, soit légèrement supérieures à la valeur limite fixées par la norme 10 G.657B. Enfin, la fibre L, qui ne fait pas partie de l'invention, présente de pertes par courbure généralement supérieures aux valeurs limites fixées par la norme G.657B. En tout état de cause, les fibres I, B, J et K présentent toutes des pertes par courbure à la longueur d'onde de 1550 nm, inférieures à 0,5 dB/tour, pour un rayon 15 de courbure de 7,5 mm, et inférieures à 0,1 dB/tour, pour un rayon de courbure de 10 mm. Le tableau IV ci-dessous présente des fibres optiques ayant toute un coeur central de rayon 4 m. La différence d'indice entre le coeur central et la gaine optique est égale à 0,36% dans toutes ces fibres. Enfin, toutes les fibres du tableau IV 20 présentent des trous équirépartis circonférentiellement à une distance, mesurée centre à centre, de 13 pm du coeur central. R:\Brevets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 17/25 23/01/2009 12:05:43 TABLEAU IV M B N r1 ( m) 4 An (%) 0,36 Nombre de trous 5 6 8 rh ( m) 4 3 2 (rh/rI) 1 0,75 0,5 A ( m) 13 2xW02 @1310 nm ( m) 8,8 8,8 9,0 2xW02 @1550 nm (lim) 9,7 9,8 10,0 7,c (nm) 1262 1254 1267 MAC 7,7 7,8 7,9 PPC @1550 Rc=15 mm 6,3x10 8,1x10-4 1,1x10-3 nm (dB/tour) Rc= l 0 mm 1,0x 10-2 1,5x 10-2 2,1x10' Rc=7,5 mm 4,2x10-2 6,2x10-2 6,8x10-2 Rc=5 mm 2,3x10-' 3,3x10-' 2,4x10-' PPC @ 1625 Rc=15mm 3,2x10-3 3,4x10-3 5,0x10-3 nm (dB/tour) Rc=10mm 2,3x10-2 3,3x10-2 4,2x10-2 Rc=7,5mm 7,9x10-2 1,0x10-' 1,2x10-' Rc=Smm 3,1x10-' 4,6x10-' 3,8x10-' Les exemples du tableau IV diffèrent par le nombre de trous réalisés dans la gaine optique, compris entre 5 et 8, et par leur rayon compris entre 4 et 8 m.
Les fibres B, M, N présentent un diamètre de mode de la fibre à 1310 nm compris entre 8,8 et 9 il m. Ces valeurs sont conformes à la norme G.652. Les fibres B, M et N présentent également une longueur d'onde de coupure sur fibre assurant une longueur d'onde de coupure en câble conforme à la norme G.652. Par ailleurs, les fibres B, M et N présentent des pertes par courbure conformes à la norme G.657B. En particulier, la fibre M présente des pertes par courbure dix fois inférieures aux valeurs limites correspondantes de la norme pour la longueur d'onde de 1550 nm et des rayons de courbures de 7,5 et 10 mm. De plus, les fibres B, M et N présentent des pertes par courbure environ dix fois moindres que les valeurs fixées par la norme G.657B à la longueur d'onde de 1625 nm et pour des rayons de courbure de 7,5 et 15 mm. Les fibres selon l'invention sont bien adaptées à une utilisation dans des systèmes optiques installés chez l'abonné, de type FTTH ou de type FTTC, dans lesquels la fibre est soumise à des contraintes de courbures importantes du fait de la R:ABrevets\28500\2 8 5 04--090 1 23-Txt tel que déposedoc 18/25 23/01/2009 12:05:43 miniaturisation des boîtier optique ou de fixation par agrafes. La fibre selon l'invention peut notamment être placée dans des boîtiers optiques particulièrement compacts, la fibre optique étant arrangée avec un rayon de courbure inférieur à 15 mm, par exemple un rayon de courbure de l'ordre de 5 mm.
De préférence, la fibre selon l'invention reste compatible avec les fibres des systèmes existants, notamment en termes de diamètre de mode pour un bon couplage fibre à fibre. R:\Brevets\28500\2 8504--0901 23-Txt tel que déposé.doc 19/25 23/01/2009 12:05:43

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Une fibre optique (10), comprenant, depuis le centre vers la périphérie, un coeur central (12) et une gaine optique (14), dans laquelle - le coeur central (12) présente un indice n1 et un rayon r1 tel que 3,2 m< r, <4,5 m ; - la gaine optique présente un indice n2 tel que n2 < n1 et 0,31%<An= n1n2 <0,55% ; n2 la gaine optique (14) comprenant au moins cinq trous (16) de rayon rh répartis à une 10 distance A du coeur central, la distance A étant mesurée du centre du coeur central (12) au centre des trous (16), avec 0,5xr, <rh <r,, et 9pm<A517pm.
  2. 2. La fibre de la revendication 1, caractérisée en ce que les au moins cinq trous 15 (16) sont équirépartis circonférentiellement.
  3. 3. La fibre de la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente une valeur MAC supérieure à 6,5, la valeur MAC étant définie comme le rapport du diamètre de mode de la fibre à 1550 nm sur la longueur d'onde de coupure effective de la fibre. 20
  4. 4. La fibre de l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure inférieures : - à 5,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=7,5 mm ; et - à ],0.l0-1 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=10 mm ; - la fibre optique présentant une valeur MAC inférieure à 8,5, la valeur MAC étant 25 définie comme le rapport du diamètre de mode de la fibre à 1550 nm sur la longueur d'onde de coupure effective de la fibre.
  5. 5. La fibre de l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle présente, pour une longueur d'onde de 1625 nm, des pertes par courbure inférieures : R:\Brevets\28500\2 8 504--090 1 2 3-Txt tel que déposé.doc 20/25 23/01/2009 12:05:43- à 1,0 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=7,5 mm ; et - à 0,2 dB/tour pour un rayon de courbure Rc=10 mm ; - la fibre optique présentant une valeur MAC inférieure à 8,5, la valeur MAC étant définie comme le rapport du diamètre de mode de la fibre à 1550 nm sur la longueur d'onde de coupure effective de la fibre.
  6. 6. La fibre de la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle présente une valeur de MAC inférieure à 8,4 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 6,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 8,0.103 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm.
  7. 7. La fibre de la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle présente une valeur de MAC inférieure à 8 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 3,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 4,0.10-3 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm.
  8. 8. La fibre de la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente une valeur de MAC inférieure à 7,5 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 2,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 7,0.10-4 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm.
  9. 9. La fibre de la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle présente une valeur de MAC inférieure à 7 et, pour une longueur d'onde de 1550 nm, des pertes par courbure : - inférieures à 1,0.10-1 dB/tour pour un rayon de courbure de 5 mm, et - inférieures à 1,0.10-5 dB/tour pour un rayon de courbure de 15 mm.
  10. 10. La fibre de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la valeur de sa longueur d'onde d'annulation de la dispersion 4 est comprise entre 1300 < Xo <1324 nm . R:ABrevets\28500V28504--090123-Txt tel que déposé.doc 21/25 23/01/2009 12:05:43
  11. 11. La fibre de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la valeur de sa pente de dispersion chromatique à sa longueur d'onde d'annulation de la dispersion est inférieure à 9,2.10-2 ps/nm2/km.
  12. 12. La fibre de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente une longueur d'onde de coupure en câble inférieure à 1260 nm.
  13. 13. La fibre de la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle présente une longueur d'onde de coupure effective inférieure à 1260 nm.
  14. 14. La fibre de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une unique couronne de trous.
  15. 15. La fibre de l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente un diamètre de champ modal 2xW02 à la longueur d'onde de 1310 nm compris entre 8,6 et 9,5 pm. R:\Brev-ets\28500\28504--090123-Txt tel que déposé.doc 22/25 23/01/2009 12:05:43
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