<center>CENTRE D'INVESTIGATION DE LA SAINTE ALLIANCE</center>
<center>[url=http://le-monde-de-selenia.xooit.com/image/45/2/4/0/uminnesotatrfext3web-1fba8dc.jpg.htm][img]http://img45.xooimage.com/files/1/2/d/uminnesotatrfext3web-1fba8dd.jpg[/img][/url]
L'aile principale du Centre d'Investigation de la Sainte Alliance</center>
Le Centre d'Investigation de la Sainte Alliance est un centre de recherches scientifiques dans plusieurs domaines (depuis l'armement jusqu'à la chimie, la physique, la médecine ou l'énergie atomique) géré conjointement par le Royaume Canoviste de Numancia, le Royaume du Thorval et la République Parlementaire du Tripi.
Ses locaux sont situés dans plusieurs ailes spécialement affectées à cet effet du Centre Royal d'Investigations Scientifiques d'Hispalis (Numancia). Ledit centre a été rénové, agrandi et modernisé pour l'occasion.
Le Centre d'Investigation de la Sainte Alliance est régi par toutes les lois sur la bioéthique et les libertés individuelles du Numancia, du Thorval et du Tripi.
Ses principaux secteurs de recherche actuels sont :
- L'énergie atomique civile et militaire (uniquement pour le Numancia)
- L'amélioration et le développement de l'armement léger et lourd (dans le cadre du Conglomérat Commun à l'Armement du Numancia et du Thorval)
Centre d'Investigation de la Sainte Alliance
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Ramiro de Maeztu
Le département de sciences physiques appliquées du Centre d'Investigations de la Sainte Alliance était en pleine ébullition : le premier grand défi scientifique propre au Numancia et au Thorval allait enfin pouvoir commencer.
Les récentes découvertes de Don Bernardino Landete et de son équipe à propos de la fibre optique, innovation aux multiples applications civiles et militaires, avaient incité une équipe thorvalienne agrandie à faire spécialement le déplacement à Hispalis pour assister les Hispaniques dans leurs recherches et accélérer un processus qui bénéficierait aux deux nations.
Bernardino Landete : Bienvenue à vous, Messieurs Dames. J'espère que vous avez fait bon voyage.
Je constate avec aise que vous avez compulsé la brochure du Centre d'Investigations à propos de nos premières trouvailles sur la fibre optique, notamment la différence d'indice normalisé et l'ouverture numérique de la fibre. Peut-être une démonstration que vous aurez vue de visu vous édifiera-t-elle davantage ?...
Les récentes découvertes de Don Bernardino Landete et de son équipe à propos de la fibre optique, innovation aux multiples applications civiles et militaires, avaient incité une équipe thorvalienne agrandie à faire spécialement le déplacement à Hispalis pour assister les Hispaniques dans leurs recherches et accélérer un processus qui bénéficierait aux deux nations.
Bernardino Landete : Bienvenue à vous, Messieurs Dames. J'espère que vous avez fait bon voyage.
Je constate avec aise que vous avez compulsé la brochure du Centre d'Investigations à propos de nos premières trouvailles sur la fibre optique, notamment la différence d'indice normalisé et l'ouverture numérique de la fibre. Peut-être une démonstration que vous aurez vue de visu vous édifiera-t-elle davantage ?...
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Zaldora
L'équipe Thorvalienne fut réellement impressionné par la modernité des locaux, encore plus par la qualité du matériel qui était à disposition des scientifiques. Le budget de ce centre était vraisemblablement très élevé. Chaque membre de l'équipe était très content d'être présent, afin d'assister à l'exposé de Monsieur Bernardino Landete concernant ses découvertes dans le domaine de la fibre optique.
Klavs Bruun Jørgensen : Merci de nous accueillir. Nous sommes très heureux d'avoir l'opportunité de travailler avec vous. Une démonstration ? Ce n'est, pour vous dire, pas de refus. Nous brûlons d'impatience.
Klavs Bruun Jørgensen : Merci de nous accueillir. Nous sommes très heureux d'avoir l'opportunité de travailler avec vous. Une démonstration ? Ce n'est, pour vous dire, pas de refus. Nous brûlons d'impatience.
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Ramiro de Maeztu
Les deux équipes de chercheurs se dirigèrent alors vers une salle de conférences très moderne, munie de divers outils électroniques, informatiques et audiovisuels, où les scientifiques s'installèrent confortablement après avoir déambulé dans les couloirs très fréquentés du Centre d'Investigations
Don Bernardino Landete mit en route un ordinateur portable, qu'il brancha à un projecteur, et commença à commenter un diaporama.
Bernardino Landete : Bien, comme vous le savez, une fibre optique est, à la base, un fil de verre ou de plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et qui sert dans les transmissions terrestres ou océaniques de données.
Son grand avantage est qu'elle supporte des débits bien supérieurs aux câbles coaxiaux et permet notamment des transmissions de données en larges bandes dans la téléphonie, la télévision ou les visioconférences. Elle est à l'origine de la révolution actuelle dans la télécommunication, l'imagerie et l'éclairage.
La toute nouvelle génération de fibres optiques, que nous cherchons actuellement à maîtriser, se sert de cristaux photoniques qui permettent une grande amplification optique ou la génération de supercontinuums très utiles dans les diagnostics médicaux.
Enfin, dans les réseaux informatiques, elle utilise des émetteurs-récepteurs pour être reliés à plusieurs équipements.
<center>[url=http://www.casimages.com/img.php?i=101006030850301216.jpg][img]http://nsa20.casimages.com/img/2010/10/06/mini_101006030850301216.jpg[/img][/url]
[url=http://www.casimages.com/img.php?i=1010060309172413.jpg][img]http://nsa19.casimages.com/img/2010/10/06/mini_1010060309172413.jpg[/img][/url]</center>
Mais je pense que tout cela était déjà connu de vos services et que nous pouvons donc passer à nos premières constatations proprement dites ?
Don Bernardino Landete mit en route un ordinateur portable, qu'il brancha à un projecteur, et commença à commenter un diaporama.
Bernardino Landete : Bien, comme vous le savez, une fibre optique est, à la base, un fil de verre ou de plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et qui sert dans les transmissions terrestres ou océaniques de données.
Son grand avantage est qu'elle supporte des débits bien supérieurs aux câbles coaxiaux et permet notamment des transmissions de données en larges bandes dans la téléphonie, la télévision ou les visioconférences. Elle est à l'origine de la révolution actuelle dans la télécommunication, l'imagerie et l'éclairage.
La toute nouvelle génération de fibres optiques, que nous cherchons actuellement à maîtriser, se sert de cristaux photoniques qui permettent une grande amplification optique ou la génération de supercontinuums très utiles dans les diagnostics médicaux.
Enfin, dans les réseaux informatiques, elle utilise des émetteurs-récepteurs pour être reliés à plusieurs équipements.
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Mais je pense que tout cela était déjà connu de vos services et que nous pouvons donc passer à nos premières constatations proprement dites ?
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Zaldora
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Ramiro de Maeztu
Bernardino Landete : Bien, passons donc aux choses sérieuses. Nous disposons déjà des technologies de base concernant la fibre optique mais, pour parvenir à en exploiter pleinement les possibilités, avec toutes les applications technologiques (et les retombées économiques...) que cela aura, nous devons tout reprendre depuis le début afin d'explorer toutes les améliorations de cette technologie.
La fibre optique, à la base, est un guide d'ondes qui exploite les propriétés réfractrices de la lumière. Elle est habituellement constituée d'un cœur entouré d'une gaine. Le cœur de la fibre a un indice de réfraction légèrement plus élevé (différence de quelques millièmes) que la gaine et peut donc confiner la lumière qui se trouve entièrement réfléchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réflexion totale interne). L'ensemble est généralement recouvert d’une gaine plastique de protection.
Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l'une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes. Ce rayon se propage alors jusqu'à l'autre extrémité de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag. La propagation de la lumière dans la fibre peut se faire avec très peu de pertes même lorsque la fibre est courbée.
<center>[url=http://www.casimages.com/img.php?i=101007090151147708.png][img]http://nsa19.casimages.com/img/2010/10/07/mini_101007090151147708.png[/img][/url]</center>
Il nous faut désormais retravailler sur les deux paramètres de base de la fibre optique : la différence d'indice normalisé et l'ouverture numérique de la fibre.
La fibre optique, à la base, est un guide d'ondes qui exploite les propriétés réfractrices de la lumière. Elle est habituellement constituée d'un cœur entouré d'une gaine. Le cœur de la fibre a un indice de réfraction légèrement plus élevé (différence de quelques millièmes) que la gaine et peut donc confiner la lumière qui se trouve entièrement réfléchie de multiples fois à l'interface entre les deux matériaux (en raison du phénomène de réflexion totale interne). L'ensemble est généralement recouvert d’une gaine plastique de protection.
Lorsqu'un rayon lumineux entre dans une fibre optique à l'une de ses extrémités avec un angle adéquat, il subit de multiples réflexions totales internes. Ce rayon se propage alors jusqu'à l'autre extrémité de la fibre optique sans perte, en empruntant un parcours en zigzag. La propagation de la lumière dans la fibre peut se faire avec très peu de pertes même lorsque la fibre est courbée.
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Il nous faut désormais retravailler sur les deux paramètres de base de la fibre optique : la différence d'indice normalisé et l'ouverture numérique de la fibre.
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Zaldora
Klavs Bruun Jørgensen : Tout d'abord, qu'est ce l'indice normalisé ? Il s'agit en faite de l'indice de réfraction qui est standardisé pour une utilisation mondiale. L'indice de réfraction d'un milieu à une longueur d'onde donnée permet de définir le facteur de réduction de la vitesse de phase de la lumière dans ce milieu. Par exemple, dans un verre ordinaire d'indice 1,5, la vitesse des fronts d'onde vaut 1/1,5=0,67 fois la vitesse dans le vide. Les rayons de lumière changent de direction lorsqu'ils passent d'un matériau à un autre, en suivant les lois en la matière, qui mettent en jeu le rapport des indices de réfraction. Cet effet, appelé réfraction, est à la base de la conception des lentilles optiques.
Quant à l'ouverture numérique de la fibre, elle caractérise le cône d'acceptance de la fibre : si un rayon lumineux tente de pénétrer la fibre en provenant de ce cône, alors le rayon sera guidé par réflexion totale interne ; dans le cas contraire, le rayon ne sera pas guidé. L'ouverture numérique est égale à la formulaire suivante : [img]http://upload.wikimedia.org/math/7/d/3/7d3f14c693e8d32b2b28178ef886fe20.png[/img]
Quant à l'ouverture numérique de la fibre, elle caractérise le cône d'acceptance de la fibre : si un rayon lumineux tente de pénétrer la fibre en provenant de ce cône, alors le rayon sera guidé par réflexion totale interne ; dans le cas contraire, le rayon ne sera pas guidé. L'ouverture numérique est égale à la formulaire suivante : [img]http://upload.wikimedia.org/math/7/d/3/7d3f14c693e8d32b2b28178ef886fe20.png[/img]
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Ramiro de Maeztu
Bernardino Landete : Merci pour ce résumé tout à fait édifiant, cher confrère.
Nous n'allons néanmoins pas nous arrêter en si bon chemin. Je vous propose maintenant, en effet, de nous intéresser à de nouveaux types de fibre optique qui pourront grandement améliorer nos moyens de communication.
Je pense notamment à la fibre optique de silice, qui nécessite tout d'abord la réalisation d'une préforme, c'est-à-dire la mise en condition d'un barreau de silice très pure d'un diamètre de plusieurs centimètres. D'après nos recherches, il existe de nombreuses méthodes pour concevoir une préforme de silice, dont la méthode par dépôt chimique en phase de vapeur, que nous allons tenté d'exploiter.
Avec cette méthode, un tube de substrat est placé en rotation horizontale dans un tour verrier. Des gaz sont alors injectés à l'intérieur et vont s'y déposer sous l’effet de la chaleur produite par un chalumeau. Ces gaz vont modifier les propriétés du verre (par exemple, l'aluminium permet d'augmenter le fameux indice). Les couches déposées sont ensuite vitrifiées au passage du chalumeau. Puis le tube est chauffée à haute température, et va se refermer sur lui-même pour former la préforme.
L'opération suivante, celle du manchonnage, permet de rajouter une couche de silice autour de la préforme pour obtenir le ration cœur-gaine voulue pour la future fibre.
Lors de la troisième étape, la préforme est placée en haut d'une tour de fibrage d’une quinzaine de mètre de hauteur. L'extrémité de la préforme est alors introduite dans un four porté à une température voisine des 2 000°C. Elle est transformée en une fibre de plusieurs centaines de kilomètres, à une vitesse de l'ordre du kilomètre par minute. La fibre est ensuite revêtue d’une double couche de résine protectrice (cette couche peut être déposée par la tour de fibrage, juste après l’étirement) avant d'être enroulée sur une bobine. Cette couche est en effet particulièrement importante pour éviter toute humidité, car la fibre devient cassante sous l'effet de l'eau : l'hydrogène interagit avec la silice, et toute faiblesse ou micro-entaille est amplifiée.
Nous n'allons néanmoins pas nous arrêter en si bon chemin. Je vous propose maintenant, en effet, de nous intéresser à de nouveaux types de fibre optique qui pourront grandement améliorer nos moyens de communication.
Je pense notamment à la fibre optique de silice, qui nécessite tout d'abord la réalisation d'une préforme, c'est-à-dire la mise en condition d'un barreau de silice très pure d'un diamètre de plusieurs centimètres. D'après nos recherches, il existe de nombreuses méthodes pour concevoir une préforme de silice, dont la méthode par dépôt chimique en phase de vapeur, que nous allons tenté d'exploiter.
Avec cette méthode, un tube de substrat est placé en rotation horizontale dans un tour verrier. Des gaz sont alors injectés à l'intérieur et vont s'y déposer sous l’effet de la chaleur produite par un chalumeau. Ces gaz vont modifier les propriétés du verre (par exemple, l'aluminium permet d'augmenter le fameux indice). Les couches déposées sont ensuite vitrifiées au passage du chalumeau. Puis le tube est chauffée à haute température, et va se refermer sur lui-même pour former la préforme.
L'opération suivante, celle du manchonnage, permet de rajouter une couche de silice autour de la préforme pour obtenir le ration cœur-gaine voulue pour la future fibre.
Lors de la troisième étape, la préforme est placée en haut d'une tour de fibrage d’une quinzaine de mètre de hauteur. L'extrémité de la préforme est alors introduite dans un four porté à une température voisine des 2 000°C. Elle est transformée en une fibre de plusieurs centaines de kilomètres, à une vitesse de l'ordre du kilomètre par minute. La fibre est ensuite revêtue d’une double couche de résine protectrice (cette couche peut être déposée par la tour de fibrage, juste après l’étirement) avant d'être enroulée sur une bobine. Cette couche est en effet particulièrement importante pour éviter toute humidité, car la fibre devient cassante sous l'effet de l'eau : l'hydrogène interagit avec la silice, et toute faiblesse ou micro-entaille est amplifiée.
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Zaldora
Klavs Bruun Jørgensen : C'est très intéressant.
L'avantage des fibres optiques est que leur atténuation est extrêmement faible. Qu'est-ce-que l'atténuation ? Il s'agit de l'affaiblissement du signal au cours de la propagation. L'atténuation va varier suivant la longueur d’onde. La diffusion Rayleigh limite ainsi les performances dans le domaine des courtes longueurs (domaine du visible et du proche ultraviolet). Un pic d'absorption, dû à la présence de radicaux -OH dans la silice, pourra également être observé autour de 1 385 nm. Les progrès les plus récents dans les techniques de fabrication permettent de réduire ce pic. Par exemple, dans notre cas, les fibres en silice connaissent un minimum d'atténuation vers 1 550 nm.
Cette longueur d’onde du proche infrarouge sera donc privilégiée pour les communications optiques. De nos jours, la maîtrise des procédés de fabrication permet d’atteindre couramment une atténuation aussi faible que 0,2 dB/km à 1 550 nm : après 100 km de propagation, il restera donc encore 1 % de la puissance initialement injectée dans la fibre, ce qui peut être suffisant pour une détection. Si l’on désire transmettre l’information sur des milliers de kilomètres, il faudra avoir recours à une réamplification périodique du signal, le plus généralement par l’intermédiaire d’amplificateurs optiques qui allient simplicité et fiabilité.
L'avantage des fibres optiques est que leur atténuation est extrêmement faible. Qu'est-ce-que l'atténuation ? Il s'agit de l'affaiblissement du signal au cours de la propagation. L'atténuation va varier suivant la longueur d’onde. La diffusion Rayleigh limite ainsi les performances dans le domaine des courtes longueurs (domaine du visible et du proche ultraviolet). Un pic d'absorption, dû à la présence de radicaux -OH dans la silice, pourra également être observé autour de 1 385 nm. Les progrès les plus récents dans les techniques de fabrication permettent de réduire ce pic. Par exemple, dans notre cas, les fibres en silice connaissent un minimum d'atténuation vers 1 550 nm.
Cette longueur d’onde du proche infrarouge sera donc privilégiée pour les communications optiques. De nos jours, la maîtrise des procédés de fabrication permet d’atteindre couramment une atténuation aussi faible que 0,2 dB/km à 1 550 nm : après 100 km de propagation, il restera donc encore 1 % de la puissance initialement injectée dans la fibre, ce qui peut être suffisant pour une détection. Si l’on désire transmettre l’information sur des milliers de kilomètres, il faudra avoir recours à une réamplification périodique du signal, le plus généralement par l’intermédiaire d’amplificateurs optiques qui allient simplicité et fiabilité.
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Ramiro de Maeztu
Bernardino Landete : Il existe par ailleurs deux types de fibres optiques : la fibre monomode et la fibre multimode.
Les fibres multimodes ont été les premières sur le marché. Elles ont pour caractéristique de transporter plusieurs modes, c'est-à-dire plusieurs trajets lumineux. Du fait de la dispersion modale, on constate un étalement temporel du signal proportionnel à la longueur de la fibre. En conséquence, elles sont utilisées uniquement pour des bas débits ou de courtes distances. La dispersion modale peut cependant être minimisée (à une longueur d'onde donnée) en réalisant un gradient d'indice dans le cœur de la fibre. Elles sont caractérisées par un diamètre de cœur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de micromètres (les cœurs en multimodes sont de 50 ou 62,5 µm pour le bas débit). Cependant, les fibres les plus récentes, de type OM3, permettent d'atteindre le gigabit par second sur des distances de l'ordre du kilomètre. Les longues distances ne peuvent être couvertes que par des fibres optiques monomodes.
Néanmoins, pour de plus longues distances et de plus hauts débits, on préfère utiliser des fibres monomodes, qui sont en fait technologiquement plus avancées car plus fines. Leur cœur très fin n'admet ainsi qu'un mode de propagation, le plus direct possible, c'est-à-dire dans l'axe de la fibre. Les pertes sont donc minimes (moins de réflexion sur l'interface cœur-gaine) que cela soit pour de très haut débits et de très longues distances. Les fibres monomodes sont de ce fait adaptées pour les lignes intercontinentales, c'est-à-dire des câbles sous-marins. Une fibre monomode n'a pas de dispersion intermodale. En revanche, il existe un autre type de dispersion : la dispersion intramodale. Son origine est la largeur finie du train d'onde d'émission qui implique que l'onde n'est pas strictement monochromatique : toutes les longueurs d'onde ne se propagent en effet pas à la même vitesse dans le guide ce qui induit un élargissement de l'impulsion dans la fibre optique, ce que l'on appelle également "dispersion chromatique". Ces fibres monomodes sont caractérisées par un diamètre de cœur de seulement quelques micromètres (le cœur monomode est de 9 µm pour le haut débit).
Les fibres multimodes ont été les premières sur le marché. Elles ont pour caractéristique de transporter plusieurs modes, c'est-à-dire plusieurs trajets lumineux. Du fait de la dispersion modale, on constate un étalement temporel du signal proportionnel à la longueur de la fibre. En conséquence, elles sont utilisées uniquement pour des bas débits ou de courtes distances. La dispersion modale peut cependant être minimisée (à une longueur d'onde donnée) en réalisant un gradient d'indice dans le cœur de la fibre. Elles sont caractérisées par un diamètre de cœur de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de micromètres (les cœurs en multimodes sont de 50 ou 62,5 µm pour le bas débit). Cependant, les fibres les plus récentes, de type OM3, permettent d'atteindre le gigabit par second sur des distances de l'ordre du kilomètre. Les longues distances ne peuvent être couvertes que par des fibres optiques monomodes.
Néanmoins, pour de plus longues distances et de plus hauts débits, on préfère utiliser des fibres monomodes, qui sont en fait technologiquement plus avancées car plus fines. Leur cœur très fin n'admet ainsi qu'un mode de propagation, le plus direct possible, c'est-à-dire dans l'axe de la fibre. Les pertes sont donc minimes (moins de réflexion sur l'interface cœur-gaine) que cela soit pour de très haut débits et de très longues distances. Les fibres monomodes sont de ce fait adaptées pour les lignes intercontinentales, c'est-à-dire des câbles sous-marins. Une fibre monomode n'a pas de dispersion intermodale. En revanche, il existe un autre type de dispersion : la dispersion intramodale. Son origine est la largeur finie du train d'onde d'émission qui implique que l'onde n'est pas strictement monochromatique : toutes les longueurs d'onde ne se propagent en effet pas à la même vitesse dans le guide ce qui induit un élargissement de l'impulsion dans la fibre optique, ce que l'on appelle également "dispersion chromatique". Ces fibres monomodes sont caractérisées par un diamètre de cœur de seulement quelques micromètres (le cœur monomode est de 9 µm pour le haut débit).