Rappels et Généralités

Introduction
Nous introduisons dans ce chapitre des notions physiques essentielles à l’étude de la propagation non linéaire d’ondes dans les fibres optiques.
Les fibres optiques, qui sont basées sur le phénomène de la réflexion totale interne, sont connues à partir du dix-neuvième siècle. Bien que les fibres du verre aient été fabriquées en 1920, leur usage est devenu pratique seulement dans les années 50, quand l’utilisation de la gaine optique ayant un indice de réfraction légèrement inférieur à celui du cœur a mené à des améliorations considérables dans leurs caractéristiques de guidage en particulier la réduction considérable du nombre de modes guidés.
Le domaine des fibres optiques a développé rapidement pendant les années 60, mais l’utilisation des premières fibres pour les communications optiques a été considéré irréaliste à cause des pertes élevées (~1000 dB/km). Cependant, la situation a changé considérablement quand les pertes des fibres optiques de silice ont été réduites au-dessous de 20 dB/km. Cette valeur a été encore diminuée jusqu’à 0.2 dB/km près de la région spectrale 1.55µm. Pour compenser les pertes de la fibre, on utilise des amplificateurs optiques pour régénérer le signal affaibli par l’atténuation cumulée le long de la propagation de plusieurs dizaines de kilomètres.
Malgré l’invention des amplificateurs optiques au début des années 60, c’était seulement après 1987 que leur développement a été élargi [1,20]. Les amplificateurs à erbium ont attiré beaucoup d’attention parce qu’ils opèrent dans la troisième fenêtre des télécommunications. De tels amplificateurs ont été utilisés depuis 1995.
Les effets non linéaires tels que les effets d’auto-modulation de phase et de modulation de phase croisée participent dans les fibres optiques et sont indépendants du régime de dispersion. Ils dépendent de l’intensité de l’onde incidente, de la longueur de propagation et de l’indice non linéaire du matériau. Les processus de la diffusion Raman stimulée et la diffusion Brillouin stimulée dans les fibres optiques ont été étudiés dès 1972.

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