Réseaux de diffraction pour les télécommunications optiques

[yanis995]

Bonjour à tous,

Alors voilà je suis en stage avec pour but de trouver grâce à un logiciel, les paramètres optimaux d'un réseau de réflexion de manière à obtenir une énergie maximale des rayons diffractés à l'ordre -1 et ce, pour une polarisation TE ou bien TM. Je ne sais pas si j'ai bien décrit le thème du stage, c'est du moins comme ça que je l'ai compris.

Mes questions sont les suivantes :
- Pourquoi dans le cadre des télécommunications optiques ( impliquant un démultiplexage de l'information ), on ne s'intéresse qu'à l'ordre -1 du réseau

- Je n'ai pas compris pourquoi il est important de faire en sorte que l'efficacité du réseau soit la même que ce soit pour une polarisation TE ou TM.

En vous remerciant par avance pour vos éclaircissements.
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[yanis995]

Une idée ?

[phys4]

Bonjour,

J'ai trouvé que le problème n'était pas suffisamment défini pour pouvoir répondre.
Voici quelques bases :
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_diffraction

En général un réseau s'utilise pour analyser la lumière ou séparer une composante particulière (faire une image sur une seule raie en astronomie et faire du traitement de signal)
Il faut donc isoler un seul ordre, car les autres auraient un effet perturbateur.
Pour pouvoir un ordre il faut que le réseau soit assez fin, et un réseau fin donne un nombre d'ordres limité donc plus de lumière dans l'ordre privilégié.

Un bon rendement s'obtient, par exemple, avec un angle d'incidence important ( presque rasant si possible) et un ordre 1 perpendiculaire au réseau.

Bonne chance.

[yanis995]

Merci pour ta réponse

En effet je n'ai pas été assez précis. Dans mon étude, le réseau est utilisé pour le démultiplexage en longueurs d'ondes d'un signal provenant d'une fibre. Ce principe est utilisé par les différents fournisseurs d'accès à internet pour les abonnements aux "Très Haut Débit" ( j'utilise les guillemets car la fibre n'arrive pas jusqu'au foyer mais jusqu'au bâtiment, le cuivre prenant ensuite le relais ).

Ainsi, selon toi, l'ordre 1 ( ou -1 ) est l'ordre qui contient l'information et les autres ordre ne sont que parasites. Pourquoi cela ? Car instinctivement je me suis dit que l'information est "morcelée" sur les différents ordres et serait ensuite réassemblée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Je m'attendais à ce genre d'utilisation.
Le multiplexage permet de passer plusieurs longueurs d'onde dans une seule fibre. La séparation doit donc être très précise pour éviter les erreurs.

Chaque ordre contient toutes les couleurs et donc il nous faut surtout pas qu'ils se superposent.
Si le réseau est fin et ne donne qu'un seul ordre utile, l'on pourra récupérer toute la lumière dans l'ordre zéro et l'ordre 1.

Mais l'on sait faire aussi des réseaux tel que l'ordre 1 (ou-1) soit priviligié et contienne plus de 50% de la lumière.

[yanis995]

Et concernant les polarisations TE et TM ?

[phys4]

Bonjour et bon week-end

Et concernant les polarisations TE et TM ?

Le réseau ne sépare pas ces composantes, mais elles peuvent être séparées par une réfraction sous un angle particulier dit angle de Brewster
http://fr.wikipedia.org/wiki/Angle_de_Brewster
Il faudrait pour séparer complétement les deux polarisations utilisés deux réflexions partielles successives sur deux lames, la seconde réflexion se faisant sur la partie réfractée dans un plane perpendiculaire à la première.

Je pense que les polarisations se mélangent dans une fibre optique et à la sortie de la fibre les deux polarisations contiennent toutes les informations.

[LPFR]

Bonjour.
Pour une onde en espace libre (non guidée), aussi bien le champ électrique que le champ magnétique sont « traverse ». (Pour une onde sphérique on a du champ radial en dehors de « l’équateur »).

Je ne voyais pas la « tête » du mode TM dans un guide. J’ai trouvé ce site :
http://physics.stackexchange.com/que...ctric-te-modes
avec un dessin très clair dans le cas d’un guide rectangulaire.
Je n’ai pas trouvé l’équivalent pour une fibre où les conditions de bord sont très différentes.

Mais je ne pense pas que TE et TM soient des « simples » polarisations.
Et je ne vois pas non plus la tête de l’onde qui sort de la fibre suivant les deux modes.
Au revoir.

[yanis995]

Et qu'est-ce qui nous pousse à vouloir une efficacité équivalente pour les deux polarisations. J'aurais tendance à penser qu'il suffit d'éliminer la moins énergétique des deux.

[LPFR]

Re.
Pour moi TE et TM ne sont pas des polarisations mais de modes dans un guide ou une fibre.

Il aurait une possibilité que TE et TM soient utilisés improprement pour qualifier la polarisation de l’onde arrivant sur le réseau pour indiquer si c’est le champ magnétique ou le champ électrique qui est parallèle à la surface du réseau. La réflexion (et la diffraction) sur le diélectrique ou le métal qui forme le réseau de diffraction pour un angle d’incidence non nul, est différente suivant la direction des champs.
Comme l’angle de (vrai) polarisation de l’onde n’est pas prévisible, car les virages de la fibre font tourner la direction de polarisation, Il est souhaitable que le résultat de la diffraction de dépende pas du la direction de polarisation.
A+

[yanis995]

Merci pour vos réponses.

Donc si je comprends bien, l'onde électromagnétique issue de la fibre combine les deux polarisations TE et TM. "Possédant" chacune une partie de l'énergie de cette onde et donc pour éviter les pertes, nous devons considérer ces deux polarisations.

[LPFR]

Merci pour vos réponses.

Donc si je comprends bien, l'onde électromagnétique issue de la fibre combine les deux polarisations TE et TM. "Possédant" chacune une partie de l'énergie de cette onde et donc pour éviter les pertes, nous devons considérer ces deux polarisations.

Bonjour.
Peut-être…

Mais ce n’est pas ça ce que j’ai dit.
Au revoir.

[C2H5OH]

(Pour une onde sphérique on a du champ radial en dehors de « l’équateur »).


Au revoir.

Ah bon?? C'est quoi, l'équateur?

[LPFR]

Ah bon?? C'est quoi, l'équateur?

Re.
Si vous connaissez le diagramme de rayonnement d’un dipôle, vous savez qu’il est zéro dans la direction de l’axe du dipôle et maximum dans le plan perpendiculaire au dipôle : est le plan qui contient « l’équateur » (avec les guillemets).
A+

[C2H5OH]

Merci pour cette précision. J
Oui, je connais le diagramme de rayonnement d'un dipole.
Ce qui me surprend, c'est qu'il y ait une composante de champs radiale en dehors de l'équateur. Alors c'est en champs proche?

[LPFR]

Re.
Non. Je parle de la partie onde EM.
Comme aussi bien div E que div B sont nuls, il faut que les lignes de champ soient fermées.
Un dipôle qui rayonne avec le champ électrique vertical a des lignes de champ de B qui sont des cercles horizontaux fermés. Pas de problème.
Mais pour les lignes de champ verticales, il faut bien qu’elles reviennent faire « un tour » pour se refermer.
Regardez les dessins du dipôle de Hertz
http://en.academic.ru/pictures/enwik...r_um_Dipol.jpg

Il y a des endroits où, par moments, le champ électrique est carrément radial.

Pour le champ de rayonnement d’un dipôle magnétique, la situation est inversée. Ce sont les lignes de champ de E qui forment des cercles horizontaux et les lignes de B qui doivent se retourner.
A+

[C2H5OH]

Effectivement, il semble que vous ayez raison. Mais alors, une onde EM rayonnée par un dipole n'a pas toujours E et B normaux à la direction de propagation. Ou alors la direction de propagation n'est pas tout à fait radiale?

[LPFR]

Re.
Les « champs perpendiculaires à la direction de propagation » ne sont valides que pour les ondes planes.
Et les ondes planes sont une extrapolation de ce qui se passe dans une onde sphérique près de « l’équateur ».
Mais c’est une supposition valide dans beaucoup de cas. Par exemple, quand vous regardez ce qui vous arrive de la Tour Eiffel, vous n’êtes pas, en général, loin de l’équateur.
A+

[C2H5OH]

Mais en polarisation horizontale, il arrive souvent qu'on reçoive l'émission d'un dipole avec un angle par rapport à l'équateur. Donc, même "loin" de l'émetteur, il y aurait une composante pas normale à la direction de propagation.

De toute façon, on défini la direction de propagation par le produit vectoriel de E et B. Je suis prèt à admettre que la direction de propagation n'est pas tout à fait la direction de l'émetteur.

Vous me laissez perplexe.

[LPFR]

Mais en polarisation horizontale, il arrive souvent qu'on reçoive l'émission d'un dipole avec un angle par rapport à l'équateur. Donc, même "loin" de l'émetteur, il y aurait une composante pas normale à la direction de propagation.

De toute façon, on défini la direction de propagation par le produit vectoriel de E et B. Je suis prèt à admettre que la direction de propagation n'est pas tout à fait la direction de l'émetteur.

Vous me laissez perplexe.

Re.
Il ne faut pas considérer que des « règles » valides pour des ondes planes le sont aussi pour toutes le ondes.
Le produit E par B ne pointe pas vers l’émetteur en dehors de l’équateur.
Et si vous regardez les équations d’une onde sphérique en coordonnées sphériques vous trouverez une composante radiale.
Mais les équations de Maxwell en coordonnées sphériques sont assez merdiques et rarement traitées en cours.
A+

[C2H5OH]

OK, donc le vecteur de Poynting n'est pas toujours radial.
Et même suffisamment loin de l'émetteur.
Merci pour vos explications.

[C2H5OH]

Rebonjour,
ça me turlupine .
Et si dans le dessin http://en.academic.ru/pictures/enwik...r_um_Dipol.jpg

les lignes de champ E étaient sur la surface de la sphère , et vues en perspective, alors le champ E resterait normal au rayon;
Ce serait logique, puisque dans ce cas les lignes de champ E sont en phase.

Qu'en pensez vous?

[LPFR]

Bonjour.
Non. Les lignes de E sont vues en coupe et les lignes de B en perspective.
Et ce n’est pas une invention des russes. Le dessin du lien provient de Wikipedia :
http://en.wikipedia.org/wiki/Dipole_antenna
Le dipôle d Hertz est bien connu. Cherchez-le dans les images de Google et vous trouverez toujours la coupe du champ.
Bien souvent il s’agit d’une reproduction du dessin originel de Hertz lui-même.
Au revoir.

[C2H5OH]

Rebo'njour,

C'est certainement vrai. Cela veut dire que le champ E n'est pas équiphase sur la ligne de champ, sinon la ligne serait sur la sphère. Comme ce truc m'agace, je vais continuer à y réfléchir pour comprendre.

[yanis995]

Bonjour.
Peut-être…

Mais ce n’est pas ça ce que j’ai dit.
Au revoir.

Excusez-moi si j'ai déformé vos explications, je vais reformuler ma question : en quoi le caractère imprévisible de la polarisation peut être source de pertes dans un réseau ?

[LPFR]

Excusez-moi si j'ai déformé vos explications, je vais reformuler ma question : en quoi le caractère imprévisible de la polarisation peut être source de pertes dans un réseau ?

Bonjour.
Imaginons que vous envoyez un signal avec de la lumière polarisée verticalement. Avec les réflexions dans les endroits où la fibre change de direction, l’a direction de polarisation change. Donc, si votre récepteur était réglé pour de la lumière polarise verticale, il ne recevra pas le maximum.
Et je vous rappelle que j’ai dit ceci dans le cas où « l’hypothèse hypothétique » que les termes TE et TM étaient mal utilisés.
Au revoir.

[yanis995]

Ah donc, il faut faire en sorte que le réseau soit bien sensible aux deux polarisations ?

[LPFR]

Ah donc, il faut faire en sorte que le réseau soit bien sensible aux deux polarisations ?

Bonjour.
Oui. Par exemple, (toujours dans l’hypothèse hypothétique), il faut éviter de se trouver près de l’angle de Brewster.
Au revoir.

[yanis995]

D'accord merci, j'en profite pour poser une autre question :

Sur le logiciel que j'utilise pour calculer l'efficacité du réseau, on peut faire en sorte d'avoir une déviation angulaire constante entre le l'angle incident i et l'angle de diffraction dans l'ordre choisit (en l'occurrence -1 dans mon cas).

Ma question est la suivante : quel est l'intérêt d'avoir une déviation constante ? Est-ce pour étudier l'influence de la longueur d'onde seule ?

Cordialement.

[LPFR]

D'accord merci, j'en profite pour poser une autre question :

Sur le logiciel que j'utilise pour calculer l'efficacité du réseau, on peut faire en sorte d'avoir une déviation angulaire constante entre le l'angle incident i et l'angle de diffraction dans l'ordre choisit (en l'occurrence -1 dans mon cas).

Ma question est la suivante : quel est l'intérêt d'avoir une déviation constante ? Est-ce pour étudier l'influence de la longueur d'onde seule ?

Cordialement.

Bonjour.
L’angle d’incidence a un sens très clair. C’est l’angle entre la normale (au réseau, par exemple) et le faisceau. Au niveau des faisceaux difractés c’est l’ordre zéro qui a le même angle que l’angle d’incidence.
Peut-être que vous voulez parler de l’angle entre le faisceau incident et celui diffracté (d’un ordre donné).

Pour ce qui est du signe dans le « -1 » je ne sais pas ce que ça veut dire. Pour moi le +1 et le -1 sont la même chose. Et je ne pense pas que le sens des ordres ait une direction positive ou négative. C’est un choix tout ce qui a d’arbitraire. Et qui s’inverse si vous regardez le dessin de l’autre côté.
Au revoir.