FR2971061A1

FR2971061A1 - Fibre optique a large bande passante et a faibles pertes par courbure

Info

Publication number: FR2971061A1
Application number: FR1150734A
Authority: FR
Inventors: Denis Molin; Marianne Bigot-Astruc; Pierre Sillard; Jongh Koen De; Frans Gooijer
Original assignee: Draka Comteq France SAS
Current assignee: Draka Comteq BV
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-03
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JP5918545B2; EP2482107A1; FR2971061B1; CN102621627A; US8644664B2; JP2012159836A; EP2482107B1; US20120195549A1; ES2426254T3; CN102621627B

Abstract

Cette fibre optique comprend, du centre vers la périphérie : un cœur central, une gaine intérieure entourant le cœur central, une tranchée enterrée entourant la gaine intérieure et une gaine extérieure. Le cœur central présente un profil d'indice de réfraction en alpha et a une matrice dopée au moins par du fluor et un élément augmentant l'indice de réfraction. Le rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du cœur central augmente du centre de la fibre jusqu'à la fin du profil en alpha du cœur central pour atteindre une valeur maximale comprise entre 8,5x10 et 57x10 à la fin du profil en alpha du cœur central. La tranchée enterrée présente une largeur w comprise entre 2 um et 10 um et une différence d'indice de réfraction Δn par rapport à la gaine extérieure comprise entre -15x10 et -6x10 .

Description

FIBRE OPTIQUE À LARGE BANDE PASSANTE ET A FAIBLES PERTES PAR COURBURE La présente invention concerne le domaine des transmissions par fibre optique, et plus spécifiquement une fibre optique présentant des pertes par courbure réduites et une large bande passante pour des applications à haut débit. Une fibre optique est classiquement composée d'un coeur optique ou coeur central, ayant pour fonction de transmettre et éventuellement d'amplifier un signal optique, et d'une gaine optique ou gaine optique extérieure, ayant pour fonction de confiner le signal optique dans le coeur central. A cet effet, l'indice de réfraction du coeur central nc est supérieur à l'indice de réfraction de la gaine ng (i.e. nc > ng). Le profil d'indice désigne le graphe de la fonction qui associe l'indice de réfraction au rayon de la fibre. Classiquement, on représente sur les abscisses la distance par rapport au centre de la fibre et sur les ordonnées, la différence entre l'indice de réfraction à une distance donnée du centre de la fibre et l'indice de réfraction de la gaine optique extérieure de la fibre. Généralement, le profil d'indice est qualifié en fonction de son allure. On parle ainsi de profil d'indice en "échelon" (également appelé profil "à saut d'indice"), en "trapèze", en "triangle" ou en "parabole" (également appelé profil en gradient ou en "alpha") pour des graphes qui présentent respectivement des formes d'échelon, de trapèze, de triangle ou de parabole. Ces courbes sont représentatives du profil théorique ou de consigne de la fibre, les contraintes de fabrication de la fibre pouvant conduire à un profil légèrement différent. Il existe deux types principaux de fibres optiques, les fibres multimodes et les fibres monomodes. Dans une fibre multimode, pour une longueur d'onde donnée, plusieurs modes optiques se propagent simultanément le long de la fibre. Dans une fibre monomode, le mode fondamental est privilégié et les modes d'ordres supérieurs sont fortement atténués. Le diamètre typique d'une fibre optique, monomode ou multimode, est de 125 µm. Le diamètre du coeur d'une fibre multimode est typiquement de 50 µm ou 62,5 µm, tandis que le diamètre du coeur d'une fibre monomode est généralement d'environ 6µm à 9 µm. Les systèmes multimodes sont moins coûteux que les systèmes monomodes, car les sources, les connecteurs et la maintenance ont un coût moins élevé.

Les fibres multimodes sont couramment utilisées pour des applications courtes distances, telles que les réseaux locaux, et nécessitant une large bande passante. Elles ont fait l'objet d'une standardisation internationale sous la norme ITU-T G.651.1 qui R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -2 définit notamment des critères de bande passante, d'ouverture numérique et de diamètre de coeur pour des besoins de compatibilité entre fibres. Pour être utilisable dans une application à haut débit, une fibre doit présenter une bande passante la plus large possible. La bande passante peut être caractérisée de 5 plusieurs façons pour une longueur d'onde donnée. Ainsi, on distingue la bande passante en condition d'injection saturée, dite OFL ("OverFilled Launch" en anglais), de la bande passante modale effective, dite EMB ("Effective Modal Bandwidth" en anglais). L'acquisition de la bande passante OFL suppose l'utilisation d'une source 10 lumineuse présentant une excitation uniforme sur toute la surface radiale de la fibre, par exemple une diode laser ou LED ("Light Emitting Diode" en anglais). Cependant, des sources lumineuses récemment développées et utilisées dans les applications à haut débit, les diodes laser à cavité verticale émettant par la surface ou VCSEL ("Vertical Cavity Surface Emitting Laser" en anglais), présentent une 15 excitation inhomogéne sur la surface radiale de la fibre. Pour ce type de source lumineuse, la bande passante OFL est moins pertinente et on préférera utiliser la bande passante modale effective EMB. La bande passante modale effective calculée EMBc, estime l'EMB minimale d'une fibre multimode quelle que soit la diode VCSEL utilisée. Elle est obtenue de 20 façon connue en soi à partir d'une mesure de retard de dispersion modale ou DMD ("Dispersion Mode Delay" en anglais). La figure 1 illustre le principe d'une mesure DMD selon les critères de la norme FOTP-220 telle que publiée dans sa version TIA SCFO-6.6 du 22 novembre 2002. Un graphique DMD est obtenu en injectant successivement dans une fibre 25 optique multimode 20 une même impulsion lumineuse 21 ayant une longueur d'onde X0 donnée avec différents décalages radiaux 22 par rapport au centre 24 du coeur de la fibre et en mesurant le retard de chaque impulsion après une longueur L donnée de fibre. Pour caractériser une fibre optique de diamètre 50 µm, la norme FOTP-220 requiert d'effectuer vingt-six mesures individuelles, chacune pour un décalage radial 30 différent. A partir de ces mesures, on peut déduire une cartographie 23 de la dispersion modale DMD : le graphe de DMD, qui donne le retard de l'impulsion (exprimé en ns sur l'exemple de la figure 1) en fonction du décalage radial d'injection (exprimé en itm sur l'exemple de la figure 1), et on peut également déduire de façon connue en soi la bande passante modale effective calculée EMBc. 35 La norme TIA-492AAAC-A normalise les performances requises pour des applications à des réseaux de transmission Ethernet à haut débit sur grandes distances pour les fibres multimodes de diamètre 50 µm. La norme OM3 garantit une bande passante EMB supérieure ou égale à 2000 MHz.km à la longueur d'onde 850 nm afin

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -3 d'obtenir des transmissions sans erreur pour un débit de 10 Gb/s (10 GbE par exemple) jusqu'à 300 m. La norme OM4 garantit une bande passante EMB supérieure ou égale à 4700 MHz.km à la longueur d'onde 850 nm afin d'obtenir des transmissions sans erreur pour un débit de 10 Gb/s (10 GbE par exemple) jusqu'à 5 550 m. Les normes OM3, OM4 peuvent également garantir une bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm qui est supérieure à 500 MHz.km. Une fibre optique présentant une large bande passante aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm permet d'obtenir une transmission rapide du signal pour une large gamme de 10 longueurs d'onde. Or, dans une fibre multimode, la bande passante résulte de la différence entre les temps de propagation, ou temps de groupe, des modes le long de la fibre. En particulier pour un même milieu de propagation (dans une fibre multimode à saut d'indice), les différents modes ont des temps de groupe qui sont différents. Cela 15 entraîne un décalage temporel entre les impulsions se propageant le long de la fibre à des positions radiales différentes. Par exemple, sur la figure 1, on observe un décalage temporel entre les impulsions individuelles. Cela provoque un étalement de l'impulsion lumineuse résultante qui risque de se superposer à une impulsion suivante, et donc de diminuer 20 le débit supporté par la fibre. La bande passante est donc directement liée au temps de groupe des modes optiques se propageant dans le coeur multimode de la fibre. Afin de garantir une large bande passante, il est nécessaire que les temps de groupe de tous les modes soient les plus proches possible et idéalement identiques, c'est-à-dire que la dispersion intermodale soit nulle ou tout au moins minimisée, pour 25 une longueur d'onde donnée. Pour diminuer la dispersion intermodale dans une fibre multimode, il a été proposé de réaliser des fibres à gradient d'indice avec un profil de coeur en "alpha". Une telle fibre est utilisée depuis de nombreuses années et ses caractéristiques ont notamment été décrites dans l'article de D. GLOGE et al. intitulé "Multimode theory 30 of graded-core fibres", Bell System Technical Journal 1973, pp. 1563-1578, et résumées dans l'article de G. YABRE intitulé "Comprehensive theory of dispersion in graded-index optical fibers", Journal of Lightwave Technology, février 2000, vol. 18, n° 2, pp. 166-177. Un profil à gradient d'indice, ou profil d'indice en alpha - ces deux termes sont 35 équivalents - peut être défini par une relation entre la valeur n de l'indice en un point en fonction de la distance r de ce point au centre de la fibre, comme suit : /r\a n = ni 1-2A - , où R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -4 ni est l'indice de réfraction maximal du coeur multimode ; a est le rayon du coeur multimode ; a 1 (a - correspondant à un saut d'indice) ; et 2 2 A - nl -no ,oû 2n12

5 no est l'indice de réfraction minimal du coeur multimode correspondant généralement à l'indice de la gaine (le plus souvent réalisée en silice).

Une fibre multimode à gradient d'indice présente donc un profil de coeur avec une symétrie de révolution telle que, le long de toute direction radiale, la valeur de l'indice décroît continûment du centre de la fibre vers sa périphérie. Lorsqu'un signal

10 lumineux multimode se propage dans un tel coeur à gradient d'indice, les différents modes voient un milieu de propagation différent, ce qui affecte différemment leur vitesse de propagation. Par un ajustement de la valeur du paramètre a, il est ainsi possible d'obtenir un temps de groupe quasiment égal pour tous les modes et donc une dispersion intermodale réduite.

15 Cependant, en pratique, le profil de la fibre multimode réalisée comprend un coeur central à gradient d'indice entouré d'une gaine extérieure d'indice constant. Ainsi, le coeur de la fibre multimode ne correspond jamais à un profil en alpha parfait puisque l'interface avec la gaine extérieure interrompt ce profil en alpha.

La gaine extérieure accélère les modes d'ordres les plus élevés par rapport aux

20 modes d'ordre inférieur. Ce phénomène est connu sous le nom d'effet de gaine. Dans les mesures DMD, les réponses acquises pour les positions radiales les plus élevées présentent alors des impulsions multiples, se traduisant par un étalement temporel de la réponse résultante. La bande passante est nécessairement diminuée par cet effet de gaine.

25 De telles fibres multimodes avec une bande passante importante sont notamment destinées à être utilisées pour de courtes distances dans un réseau local d'entreprise (parfois aussi désigné sous l'acronyme anglais de LAN pour "Local Area Network") dans lequel elles peuvent subir des courbures fortuites. De telles courbures induisent une atténuation du signal et donc une dégradation du rapport signal sur

30 bruit.

I1 est donc intéressant de concevoir une fibre multimode insensible aux courbures même pour des rayons de courbures inférieurs à 10 mm.

Il est connu de diminuer les pertes par courbure d'une fibre multimode en ajoutant une tranchée enterrée dans la gaine de la fibre. Cependant, la position et la

35 profondeur de la tranchée doivent être soigneusement sélectionnées pour ne pas dégrader la bande passante. R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc - 5 Le document EP-A-1 498 753 décrit une fibre présentant une bande passante supérieure à 2000 MHz.km aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm. Cependant, la fibre n'assure pas le respect de la norme OM4. En outre, la fibre ne prend pas en compte l'effet d'une tranchée qui minimise les pertes par courbure.

Les documents EP-A-1 503 230 et US-B-7 315 677 décrivent des fibres dans lesquelles la différence d'indice du coeur est réalisée par un co-dopage en germanium et en fluor. Les concentrations en fluor et en germanium dans le coeur sont ajustées pour optimiser la bande passante aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm. Cependant, ces fibres ne respectent pas la norme OM4 à la longueur d'onde 850 nm.

En outre, ces fibres ne prennent pas en compte l'effet d'une tranchée qui minimise les pertes par courbure. Le document WO-A-2009/054715 décrit une fibre dans laquelle la différence d'indice du coeur est réalisée par un co-dopage en germanium et en fluor. La fibre présente une tranchée enterrée en périphérie du coeur. Le coeur à gradient d'indice se prolonge en deçà de l'indice de la gaine. Ce prolongement du coeur sous la gaine peut entraîner une augmentation de la taille du coeur, qui devient alors incompatible avec les normes OM3 et OM4. L'extension du coeur peut également provoquer des pertes dues à la propagation de modes de fuite intrinsèques à la géométrie de tranchée enterrée.

Il existe donc un besoin pour une fibre optique multimode à gradient d'indice présentant des pertes par courbure réduites, et une bande passante élevée aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm avec un effet de gaine réduit, pour des applications à haut débit. A cet effet, l'invention propose une fibre optique comprenant, du centre vers la périphérie : - un coeur central, - une gaine intérieure entourant le coeur central, - une tranchée enterrée entourant la gaine intérieure et - une gaine extérieure, - le coeur central présentant un rayon ri et un profil d'indice de réfraction en alpha et ayant une matrice dopée au moins par du fluor et un élément augmentant l'indice de réfraction, - la gaine intérieure présentant une largeur w2 et une différence d'indice de réfraction Anz par rapport à la gaine extérieure, - la tranchée enterrée présentant un rayon r3, une largeur w3 et une différence d'indice de réfraction Ana par rapport à la gaine extérieure, dans laquelle R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc - 6 - le rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central augmente du centre de la fibre jusqu'à ri ; - à ri, la valeur maximale CF,MAX du rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central est comprise entre 8,5X10-3 et 57X10-3 ; et - la tranchée enterrée a une largeur w3 comprise entre 2 µm et 10 µm et une différence d'indice de réfraction Ana par rapport à la gaine extérieure comprise entre -15X10-3 et -6X10-3. Dans la fibre selon l'invention, le profil d'indice en alpha du coeur central, la gaine intérieure et la tranchée enterrée permettent de diminuer les pertes par courbure tout en garantissant une bande passante élevée à la longueur d'onde 850 nm. En outre, les concentrations en dopant augmentant l'indice de réfraction et en fluor dans le coeur central permettent d'optimiser la bande passante à la longueur d'onde 1300 nm.

Selon un mode de réalisation, le dopant augmentant l'indice de réfraction dans le coeur central est le germanium et la matrice du coeur central est en silice. Selon un mode de réalisation, à ri, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central satisfont la relation suivante : CF,MAXX1000 > -10,06 X 1000 X Ana - 82,06. Selon un mode de réalisation, à ri, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central satisfont la relation suivante : CF,MAXX 1000 > -8,28 X 1000 X Ana - 48,28.

Selon un mode de réalisation, à ri, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central satisfont la relation suivante : CF,MAXX 1000 > -8 X 1000 X Ana - 42,28. Selon un mode de réalisation, le rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central en fonction de la distance radiale r par rapport au centre de la fibre est donné par l'expression suivante : R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc /i) r CF (r) = CF + - (CF MAX Ou r ri est le rayon du coeur central, p est une constante sensiblement égale à 2, et C(;) est une constante positive inférieure à 1,25X10-3. Selon un mode de réalisation, le profil d'indice en alpha du coeur central présente un paramètre alpha, a, ayant une valeur comprise entre 1,9 et 2,1. - 7 Selon un mode de réalisation, la différence d'indice Ani du coeur central par rapport à la gaine optique extérieure présente une valeur maximale comprise entre 10810-3 et 18810-3. Selon un mode de réalisation, la différence d'indice Ani du coeur central par 5 rapport à la gaine optique extérieure présente une valeur maximale comprise entre 11 x 10-3 et 16810-3. Selon un mode de réalisation, la largeur w2 de la gaine intérieure est comprise entre 0,5 µm et 2 µm et la différence d'indice Anz de la gaine intérieure par rapport à la gaine optique extérieure est comprise entre -0,2x 10-3 et 2x 10-3. 10 Selon un mode de réalisation, la largeur w3 de la tranchée enterrée est comprise entre 3 µm et 5 µm. Selon un mode de réalisation, la fibre présente une ouverture numérique comprise entre 0,185 et 0,215. Selon les modes de réalisation, la fibre présente en outre une ou plusieurs des 15 caractéristiques suivantes : - à la longueur d'onde 850 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,2 dB, ou inférieures à 0,1 dB ; - à la longueur d'onde 850 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,05 dB, ou inférieures à 0,01 dB ; 20 - à la longueur d'onde 1300 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,5 dB, ou inférieures à 0,3 dB ; - à la longueur d'onde 1300 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,2 dB, ou inférieures à 0,1 dB ; - à la longueur d'onde 1300 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un 25 rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,05 dB ; - à la longueur d'onde 850 nm, une bande passante en condition d'injection saturée, OFL, en anglais "OverFilled Launch", supérieure à 1500 MHz.km ; - à la longueur d'onde 850 nm, une bande passante en condition d'injection saturée, OFL, en anglais "OverFilled Launch", supérieure à 3500 MHz.km ; 30 - à la longueur d'onde 1300 nm, une bande passante en condition d'injection saturée, OFL, en anglais "OverFilled Launch", supérieure à 500 MHz.km ; - à la longueur d'onde 1300 nm, une bande passante en condition d'injection saturée, OFL, en anglais "OverFilled Launch", supérieure à 600 MHz.km ; - à la longueur d'onde 850 nm, une valeur du retard de dispersion modale 35 DMDext, acquis avec un masque couvrant la partie extérieure du coeur central conformément à la norme FOTP-220, inférieure à 0,33 ps/m ; R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc - 8 - à la longueur d'onde 850 nm, une valeur du retard de dispersion modale DMDext, acquis avec un masque couvrant la partie extérieure du coeur central conformément à la norme FOTP-220, inférieure à 0,25 ps/m ; - à la longueur d'onde 850 nm, une valeur du retard de dispersion modale 5 DMDext, acquis avec un masque couvrant la partie extérieure du coeur central conformément à la norme FOTP-220, inférieure à 0,14 ps/m. L'invention propose également un système optique multimode comprenant au moins une portion d'une fibre optique conforme à l'invention. Selon un mode de réalisation, ce système optique présente un débit supérieur 10 ou égal à 10 Gb/s jusqu'à 100 m. Selon un mode de réalisation, ce système optique présente un débit supérieur ou égal à 10 Gb/s jusqu'à 300 m. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à 15 titre d'exemples nullement limitatifs et en référence aux dessins annexés, qui montrent : - la figure 1, déjà décrite, un schéma illustrant une mesure DMD ; - la figure 2, un profil d'indice de réfraction d'un exemple de fibre optique selon l'invention ; 20 - la figure 3, les concentrations en fluor et en germanium en fonction du rayon dans une fibre optique de l'art antérieur ; - la figure 4, les concentrations en fluor et en germanium en fonction du rayon dans une autre fibre optique de l'art antérieur ; - la figure 5, les concentrations en fluor et en germanium en fonction du 25 rayon dans une fibre optique selon l'invention ; - la figure 6, la relation entre, d'une part, le rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central et, d'autre part, la différence d'indice de réfraction qui résulte du dopage en fluor ; - la figure 7A, la bande passante en injection saturée (ou bande passante OFL) 30 à la longueur d'onde 1300 nm en fonction de la bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm, pour des fibres optiques de l'art antérieur, pour différentes valeurs du paramètre alpha et pour différentes valeurs de différence d'indice de la tranchée enterrée ; - la figure 7B, la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm en 35 fonction de la bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm, pour des fibres optiques selon l'invention ; - la figure 8, la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm dans deux fibres conformes à l'invention et une fibre non conforme à l'invention, en fonction de

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc - 9 la valeur du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central, pour trois valeurs respectives de différence d'indice de la tranchée enterrée ; - la figure 9, un graphe présentant la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm en fonction de la valeur du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central et de la différence d'indice de la tranchée enterrée ; - la figure 10, le paramètre alpha permettant d'obtenir une bande passante maximale à la longueur d'onde 850 nm en fonction de la valeur du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central ; et - la figure 1l, l'atténuation à la longueur d'onde 850 nm en fonction de la valeur du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central.

L'invention sera mieux comprise en faisant référence à la figure 2, qui présente un profil d'indice d'une fibre optique conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation. La fibre selon l'invention est une fibre optique multimode comprenant un coeur et une gaine optique extérieure.

Le coeur comprend, depuis le centre vers la périphérie de la fibre, un coeur central, une gaine intérieure - qui entoure donc le coeur central - et une tranchée enterrée - qui entoure donc la gaine intérieure. Le coeur central présente un rayon ri et un profil d'indice de réfraction en alpha par rapport à la gaine optique extérieure. Le coeur central présente une différence d'indice Ani par rapport à la gaine optique extérieure au début du profil en alpha. Par l'expression "début du profil en alpha", on entend le point du coeur central où le profil d'indice présente une valeur maximale, typiquement au centre du coeur central. Le coeur central présente une différence d'indice Anend (non représentée sur la figure 2) par rapport à la gaine optique extérieure à la fin du profil en alpha. Par l'expression "fin du profil en alpha", on entend la distance radiale à partir de laquelle le profil d'indice n'est plus en "alpha". Le rayon ri s'entend comme la distance entre la distance radiale du début du profil en alpha et la distance radiale de la fin du profil en alpha. Le coeur central présente également les caractéristiques typiques d'une fibre optique multimode. Par exemple, le rayon ri du coeur central est égal à 25 itm 2 µm. Par exemple, la différence d'indice Ani par rapport à la gaine optique extérieure au début du profil en alpha est comprise entre 10X10-3 et 18X10-3 et, R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -10- avantageusement, entre 11 x 10-3 et 16x 10-3. Par exemple, le paramètre alpha a du coeur central est compris entre 1,9 et 2,1. Le coeur central se compose d'une matrice, définie comme le constituant principal du coeur central, dans lequel d'autres constituants, tels que des dopants, 5 peuvent être insérés. Typiquement, dans une fibre, une différence d'indice de réfraction par rapport à la gaine optique extérieure est obtenue en insérant dans la matrice des dopants qui modifient l'indice de réfraction. Par exemple, le germanium (présent par exemple sous forme de bioxyde de germanium, GeO2) augmente l'indice de réfraction, alors que le fluor diminue l'indice de réfraction. Par exemple, la 10 matrice du coeur central est en silice (dioxyde de silicium, SiO2). Ainsi, le profil d'indice présenté en figure 2 peut être obtenu avec les profils de concentrations en fluor et en germanium représentés sur la figure 3. Les profils de concentrations représentés sur la figure 3 sont des exemples de l'art antérieur. Comme le montre la figure 3, où la courbe de concentration en germanium est 15 représentée en traits continus et la courbe de concentration en fluor est représentée en tirets : - pour un rayon inférieur au rayon ri du coeur central, la concentration en fluor est nulle et la concentration en germanium diminue suivant un gradient correspondant au profil d'indice en alpha du coeur central ; 20 - pour un rayon compris entre le rayon ri du coeur central et le rayon rz de la gaine intérieure, la concentration en fluor est nulle et la concentration en germanium correspond à l'augmentation Anz de l'indice de réfraction de la gaine intérieure par rapport à la gaine optique extérieure ; et - pour un rayon compris entre le rayon rz de la gaine intérieure et le rayon r3 25 de la tranchée enterrée, la concentration en germanium est nulle et la concentration en fluor correspond à la diminution Ana de l'indice de réfraction de la tranchée enterrée par rapport à la gaine optique extérieure. On voit que dans l'exemple présenté en figure 3, la différence d'indice est obtenue, soit avec du germanium seul, soit avec du fluor seul. Le profil d'indice de la 30 figure 2 peut également être obtenu avec un co-dopage en germanium et en fluor, comme représenté sur la figure 4. Les profils de concentrations représentés sur la figure 4 sont des exemples de l'art antérieur. Comme le montre la figure 4, où la courbe de concentration en germanium est représentée en traits continus et la courbe de concentration en fluor est représentée en 35 tirets : - pour un rayon inférieur au rayon ri du coeur central, la concentration en fluor augmente progressivement du centre de la fibre vers la fin du profil en alpha et R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 - ll - la concentration en germanium diminue progressivement du centre de la fibre vers la fin du profil en alpha. Ainsi, dans l'exemple de la figure 4, contrairement à l'exemple de la figure 3, le profil d'indice en alpha est obtenu en combinant le germanium, qui augmente 5 l'indice de réfraction et le fluor, qui diminue l'indice de réfraction. L'utilisation d'un tel co-dopage permet un meilleur contrôle sur le profil d'indice réalisé. En effet, l'allure du profil d'indice est plus finement contrôlée en utilisant deux dopants plutôt qu'un seul. En outre, chaque dopant induit des pertes sur le signal optique transmis, qui 10 diminuent la bande passante de la fibre. Ces pertes sont fonction du dopant, de la concentration du dopant et de la longueur d'onde du signal optique transmis. Un profil de concentration de dopage d'une fibre peut être adapté pour permettre une bande passante élevée à une longueur d'onde donnée. Cependant, ce même profil de concentration de dopage peut induire une faible bande passante à une 15 autre longueur d'onde. Dans la fibre optique conforme à la présente invention, le co-dopage permet de contrôler les pertes sur le signal optique transmis et ainsi de limiter la variation de la bande passante aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm. Le co-dopage est réalisé avec du fluor, ainsi qu'un autre dopant, qui augmente 20 l'indice de réfraction, tel que le germanium. En particulier, le co-dopage de la fibre conforme à la présente invention permet d'obtenir une bande passante élevée à la longueur d'onde 850 nm et une bande passante qui n'est que faiblement dégradée à la longueur d'onde 1300 nm. En effet, une concentration optimale en fluor permet de réaliser un compromis 25 entre, d'une part, la valeur de la bande passante à 1300 nm et, d'autre part, la valeur de l'atténuation à 850 nm et 1300 nm. Cela sera mieux compris en faisant référence à la figure 5, qui présente des profils de concentrations de dopants dans un exemple de fibre selon l'invention. Les profils de concentrations représentés sur la figure 5 permettent également d'obtenir le 30 profil d'indice de réfraction de la figure 2. Comme le montre la figure 5, où la courbe de concentration en germanium est représentée en traits continus et la courbe de concentration en fluor est représentée en tirets : - pour un rayon inférieur au rayon ri du coeur central, la concentration en 35 fluor a une valeur sensiblement nulle au centre du coeur central et augmente progressivement jusqu'à la fin du profil en alpha du coeur central. Par exemple, la concentration en fluor augmente progressivement suivant une allure parabolique. La concentration en fluor est exprimée par le rapport atomique,

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -12- noté CF, entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central. Par "matrice dopée", on entend l'ensemble constitué, d'une part, de la matière de base du coeur central, par exemple la silice (qui constitue la matrice du coeur central), et, d'autre part, de tous les autres constituants du coeur central, dont les 5 éléments dopants qui ont été introduits dans la matrice. Plus précisément, le rapport atomique est le nombre d'atomes de fluor divisé par le nombre total d'atomes - tous constituants confondus - dans la matrice dopée du coeur central. Par exemple, le rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des 10 constituants de la matrice dopée du coeur central peut être exprimé en fonction de la distance radiale, notée r, par rapport au centre de la fibre (ou rayon r de la fibre), comme suit : / \p CF (r) = G) + P (CF~~ - CF~~ ), ou ri est le rayon du coeur central, 15 p est une constante sensiblement égale à 2, CF2') est la valeur du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central, ce rapport atomique étant également noté CF,MAx (i.e. C(F2) = CF Max ) ; à titre d'exemple, la valeur de CF,MAx est comprise entre 8,5810-3 et 57810-3 ; et 20 CF(1) est une constante positive, inférieure par exemple à 1,25x10-3 (i.e. CFA) < 1,25 x 10-3 ). Le graphique de la figure 6 illustre la relation qui existe en un point du coeur central entre, d'une part, le rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central et, d'autre part, la différence d'indice 25 OnF qui résulte du dopage en fluor. Plus précisément, cette relation est donnée par l'expression suivante : x CF , où OnF est la différence d'indice à la longueur d'onde 633 nm entre l'indice de réfraction de la matrice du coeur central et l'indice de réfraction de la matrice du coeur 30 central dopée uniquement avec du fluor avec le rapport atomique CF. Par exemple, en figure 6, on observe qu'un rapport atomique CF de 10810-3 en fluor produit une différence d'indice OnF de -3,5810-3. Conformément à la présente invention, le coeur central comprend en outre un autre dopant qui augmente l'indice de réfraction. La concentration en ce dopant 35 augmentant l'indice de réfraction dans le coeur central est fonction du profil en alpha du coeur central et de la concentration en fluor dans le coeur central. Par exemple, lors de la fabrication de la fibre, la concentration en dopant augmentant l'indice de R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -13- réfraction est obtenue par itération à partir de la concentration en fluor spécifiée et du profil en alpha souhaité. A titre d'exemple non limitatif, le dopant augmentant l'indice de réfraction est le germanium. Les caractéristiques du co-dopage en fluor et en dopant augmentant l'indice de 5 réfraction assurent une bande passante élevée à la longueur d'onde 850 nm et une bande passante qui n'est que faiblement dégradée à la longueur d'onde 1300 nm. En particulier, les caractéristiques du co-dopage permettent de garantir une bande passante OFL : - supérieure à 1500 MHz.km, voire supérieure à 3500 MHz.km, et même 10 supérieure à 10000 MHz.km à la longueur d'onde 850 nm ; et - supérieure à 500 MHz.km, voire supérieure à 600 MHz.km à la longueur d'onde 1300 nm. La fibre optique conforme à la présente invention comprend une gaine intérieure qui entoure le coeur central. Dans un mode de réalisation, la gaine 15 intérieure est située à la périphérie du coeur central. La gaine intérieure présente les caractéristiques de profil suivantes : - une largeur w2 par exemple comprise entre 0,5 itm et 2 itm ; - une différence d'indice de réfraction Anz par rapport à la gaine optique extérieure qui est par exemple constante sur toute la largeur w2 de la gaine intérieure 20 et par exemple comprise entre -0,2x 10-3 et 2x 10-3. Les caractéristiques de profil de la gaine intérieure influent sur l'effet de gaine et contribuent à l'obtention d'une large bande passante aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm. La fibre selon l'invention comprend en outre une tranchée enterrée qui entoure 25 la gaine intérieure. On entend par tranchée enterrée la portion radiale de fibre ayant une valeur d'indice sensiblement inférieure à l'indice de réfraction de la gaine optique extérieure. Dans un mode de réalisation, la tranchée enterrée est située à la périphérie de la gaine intérieure. La tranchée enterrée présente les caractéristiques de profil suivantes : 30 - une largeur w3, par exemple comprise entre 2 itm et 10 µm, voire entre 3 itm et 5 itm ; - une différence d'indice de réfraction Ana par rapport à la gaine optique extérieure qui est par exemple inférieure à -6x10-3. La différence d'indice Ana de la tranchée enterrée peut être bornée par les processus de fabrication de la fibre. Par 35 exemple, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée est supérieure à -15x10-3. Les caractéristiques de profil de la tranchée enterrée permettent principalement d'obtenir de faibles pertes par courbure. En particulier, à la longueur d'onde 850 nm, la fibre présente des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -14- 7,5 mm inférieures à 0,2 dB, voire inférieures à 0,1 dB. A la longueur d'onde 850 nm, les pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm peuvent même être inférieures à 0,05 dB, voire inférieures à 0,01 dB. A la longueur d'onde 1300 nm, la fibre présente des pertes par courbure pour 2 5 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,5 dB, voire inférieures à 0,3 dB. A la longueur d'onde 1300 nm, les pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm peuvent même être inférieures à 0,2 dB, voire inférieures à 0,1 dB. A la longueur d'onde 1300 nm, les pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm peuvent même être inférieures à 0,05 dB. 10 Les valeurs ci-dessus des pertes par courbures correspondent aux conditions d'excitation (en anglais "launching conditions") définies dans la norme IEC 61280-4-1. La fibre fournissant les conditions d'excitation appropriées est une fibre classique MMF (en anglais "MultiMode optical Fiber") ayant une ouverture numérique de 0,2 et une taille de coeur de 50,0 µm f 0,7 µm selon la norme précitée. 15 La fibre présente également une gaine optique extérieure typique d'une fibre multimode. Par exemple, la gaine optique extérieure est en silice naturelle pour des raisons de coût. Dans un autre exemple, la gaine optique extérieure est en silice dopée. La valeur de la bande passante à la longueur d'onde 1300 nm est en outre 20 fonction des caractéristiques de la tranchée enterrée. Cela sera mieux compris en faisant référence aux figures 7A et 7B, qui représentent la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm (notée "OFL-BW @ 1300nm" sur la figure 7A et "OFLBW 1300nm" sur la figure 7B) en fonction de la bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm (notée "OFL-BW @ 850nm" sur la figure 7A et "OFL-BW 850nm" 25 sur la figure 7B). Les valeurs de ces bandes passantes sont exprimées en MHz.km. Les courbes 1 à 5 de la figure 7A sont acquises sur des fibres de l'art antérieur ayant des profils de concentrations identiques à ceux présentés en figure 3, à l'exception du profil de la tranchée enterrée. Chaque fibre a un niveau différent de concentration en fluor dans la tranchée 30 enterrée, permettant d'atteindre une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée correspondante. Ainsi, les courbes 1 à 5 sont respectivement acquises pour une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée de -5 x 10-3, -6 x 10-3, -8 x 10-3, -11 x 10-3 et -15 x10-3. En outre, la tranchée enterrée a une largeur w3 de 4 µm. Chaque courbe est approximée à partir de 21 points obtenus pour des valeurs 35 respectives du paramètre alpha. Le paramètre alpha varie entre 1,9 et 2,1. Sur chacune des courbes 1 à 5, on observe que pour une valeur donnée du paramètre alpha, on a un couple correspondant de bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm et de bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm.

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -15- Les valeurs maximales de la bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm et de la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm ne sont pas obtenues pour une même valeur du paramètre alpha. Par exemple, sur la courbe 2, la valeur maximale de la bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm est obtenue au 5 point A, alors que la valeur maximale de la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm est obtenue au point B. Pour certaines applications, on préfère une valeur du paramètre alpha à laquelle la bande passante OFL à la longueur d'onde 850 nm est maximale. En comparant les courbes 1 à 5, on observe qu'au point où la bande passante OFL à la longueur d'onde 10 850 nm est maximale, la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm augmente lorsque la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée diminue. Ainsi, dans une fibre comprenant une tranchée enterrée, pour une largeur de tranchée donnée, la bande passante à la longueur d'onde 1300 nm dépend de la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée. 15 Les courbes de la figure 7B sont obtenues pour des fibres conformes à l'invention, ayant une différence d'indice de réfraction de la tranchée enterrée Ana approximativement égale à -7x 10-3, à partir de mesures illustrées par les points du graphique ; les points en losange sont obtenus pour CF,MAx = 8,5 et les points en triangle, pour CF,MAx = 20. 20 Dans la fibre selon l'invention, le co-dopage en fluor et en dopant augmentant l'indice de réfraction permet de diminuer l'effet de la tranchée sur la bande passante à la longueur d'onde 1300 nm. Cela sera mieux compris en faisant référence à la figure 8. La figure 8 présente la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm 25 (notée "OFL-BW @ 1300nm" sur le dessin), exprimée en MHz.km, en fonction de la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central. Les courbes 11 et 12 de la figure 8 correspondent à des fibres conformes à l'invention. Elles sont acquises pour des tranchées enterrées ayant respectivement 30 une différence d'indice Ana de -8x10-3 et -13x10-3 et une largeur w3 de 4 µm. La courbe 10 de la figure 8 correspond à une fibre non conforme à l'invention. Elle est acquise pour une tranchée enterrée ayant une différence d'indice Ana de -4x10-3 et une largeur w3 de 4 µm. On observe qu'une valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et 35 l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central comprise entre 8,5x10-3et 57x10-3 permet d'atténuer l'effet de la tranchée enterrée et d'augmenter la bande passante OFL à la longueur d'onde 1300 nm. En effet, CF,MAx < 8,5x10-3 correspond à une différence d'indice de

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -16- réfraction de -3x 10-3 et à des fibres classiques, tandis que CF,MAx > 57x 10-3 correspond à une différence d'indice de réfraction de -20x 10-3, ce qui est considéré comme une limite inférieure pour une réalisation en pratique. L'augmentation de la concentration en fluor, contrairement à une modification 5 de la valeur du paramètre a du profil en alpha, permet d'améliorer la bande passante à la longueur d'onde de 1300 nm sans dégrader la bande passante à 850 nm. Ainsi, sur la courbe 12 de la figure 8, on observe qu'en augmentant la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central, on passe d'une 10 bande passante à la longueur d'onde 1300 nm inférieure à 500 MHz.km à une bande passante d'environ 700 MHz.km. Sur la courbe 11 de la figure 8, on observe qu'en augmentant la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central, on passe d'une bande 15 passante à la longueur d'onde 1300 nm inférieure à 500 MHz.km à une bande passante supérieure à 1000 MHz.km. Sur la courbe 10 de la figure 8, on observe qu'en augmentant la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central, on passe d'une bande 20 passante à la longueur d'onde 1300 nm inférieure à 1000 MHz.km à une bande passante supérieure à 2500 MHz.km. On observe également que l'amélioration de la bande passante à la longueur d'onde 1300 nm est en outre fonction de la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée. Cela sera mieux compris en faisant référence à la figure 9. 25 La figure 9 présente la bande passante à la longueur d'onde 1300 nm en fonction de la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et de la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central. On observe que pour un couple donné de valeurs de Ana et CF,MAx, une valeur de bande passante à la longueur 30 d'onde 1300 nm est obtenue. Selon un mode de réalisation, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central satisfont la relation suivante : 35 CF,MAXx1000 > -10,06 x 1000 x Ana - 82,06 Autrement dit, dans ce mode de réalisation, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central satisfont la relation suivante :

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -17- AnF,MAx< 3,14 X 1000 X Ana + 21,54 Les caractéristiques de la fibre selon l'invention et, en particulier, les relations présentées ci-dessus, permettent d'obtenir de faibles pertes par courbure, une bande passante élevée à la longueur d'onde 850 nm et une bande passante supérieure à 5 500 MHz.km à la longueur d'onde 1300 nm. Par exemple, pour une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée égale à -7X10-3, la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central est supérieure à 1,25x 10-3 et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du 10 dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central est inférieure à -0,44. Selon un mode de réalisation, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central satisfont la relation suivante : 15 CF,MAxX 1000 > -8,28 X 1000 X Ana - 48,28 Autrement dit, dans ce mode de réalisation, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central satisfont la relation suivante : AnF,MAx < 2,9 X 1000 X Ana + 16,9 20 Les caractéristiques de la fibre selon l'invention et, en particulier, les relations présentées ci-dessus permettent d'obtenir de faibles pertes par courbure, une bande passante élevée à la longueur d'onde 850 nm et une bande passante supérieure à 550 MHz.km à la longueur d'onde 1300 nm. Par exemple, pour une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée égale à 25 -7X10-3, la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central est supérieure à 9,7X10-3 et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central est inférieure à -3,4. Par exemple, pour une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée égale à 30 -10X10-3, la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central est inférieure à -12,1. Selon un mode de réalisation, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central 35 satisfont la relation suivante : CF,MAX X 1000 > -8 X 1000 X Ana - 42,28 R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -18- Autrement dit, dans ce mode de réalisation, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central satisfont la relation suivante : AnF,MAx < 2,8 X1000 X Ana + 14,8 5 Les caractéristiques de la fibre selon l'invention et, en particulier, les relations présentées ci-dessus permettent d'obtenir de faibles pertes par courbure, une bande passante élevée à la longueur d'onde 850 nm et une bande passante supérieure à 600 MHz.km à la longueur d'onde 1300 nm. Par exemple, pour une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée égale à 10 -7X10-3, la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central est supérieure à 13,7X10-3 et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central est inférieure à -4,8. Par exemple, pour une différence d'indice Ana de la tranchée enterrée égale à 15 -10X10-3, la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central est supérieure à 37,7X10-3 et la différence d'indice AnF,MAx qui résulte du dopage en fluor à la fin du profil en alpha du coeur central est inférieure à -13,2. La figure 10 présente la valeur du paramètre alpha (a) du profil en alpha pour 20 laquelle la bande passante à la longueur d'onde 850 nm est maximale en fonction de la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central. Les paramètres a sont acquis pour des fibres comprenant une tranchée ayant une largeur w3 de 4 µm et différentes valeurs de différence d'indice Ana par rapport à 25 la gaine optique extérieure, à savoir, -13 x10-3, -8810-3, -4 X 10-3 et -1 x10-3. La profondeur de la tranchée n'affecte pas la valeur optimale du paramètre a à cibler, contrairement à la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central. 30 Sur la figure, certains points représentatifs sont superposés. On observe que dans la fibre conforme à l'invention, la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central permet de conserver un paramètre alpha compris entre 1,9 et 2,1. 35 La figure 11 présente l'atténuation du signal transmis par la fibre (exprimée en dB/km) en fonction de la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central.

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -19- On observe que dans la fibre conforme à l'invention, la valeur CF,MAx du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central à la fin du profil en alpha du coeur central permet de conserver une atténuation comprise entre 2,2 et 2,45 dB/km. 5 Les caractéristiques de la fibre selon l'invention et, en particulier, la relation entre la différence d'indice Anz de la gaine intérieure et la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée, permettent d'obtenir de faibles pertes par courbure tout en conservant une large bande passante à la longueur d'onde 850 nm avec un effet de gaine réduit. 10 Selon un premier mode de réalisation, le profil d'indice en alpha du coeur central s'interrompt à un rayon raipha à la valeur Anend positive. Le rayon raipha est inférieur au rayon ri du coeur central. Dans ce mode de réalisation, le rayon ri est la distance radiale à laquelle le profil d'indice en alpha du coeur central atteindrait une valeur nulle s'il ne s'interrompait pas à la valeur Anend. Pour un rayon compris entre 15 la valeur raipha et le rayon ri du coeur central, la différence d'indice est égale à la valeur Anend. Dans ce mode de réalisation, la gaine intérieure a une différence d'indice Anz par rapport à la gaine optique extérieure qui est égale à la différence d'indice Amena à la fin du profil en alpha (i.e. Anz = Anend). La différence d'indice Anz est constante 20 sur la gaine intérieure et est de préférence comprise entre 0,2x10-3 et 2x10-3. La largeur w2 de la gaine intérieure est comprise entre 0,5 et 2 µm. La différence d'indice Anz de la gaine intérieure et la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée sont telles que : -11,9 x (1000Anz)2 - 3,4 x (1000Anz) - 7,2 < 1000An3 et 25 1000An3 < -17,2 x (1000Anz)2 +16,5 x (1000Anz) - 8,0 . Selon un deuxième mode de réalisation, la différence d'indice Anend à la fin du profil en alpha du coeur central est comprise entre -1 x 10-3 et 0. Dans ce deuxième mode de réalisation, la différence d'indice Anz de la gaine intérieure et la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée sont telles que : 30 1000An3 < -1,29 x (1000An2)2 -1,64 x 1000An2 - 2,51. Selon un troisième mode de réalisation, la différence d'indice Anend à la fin du profil en alpha du coeur central est comprise entre -1 x 10-3 et 0, la différence d'indice Anz de la gaine intérieure est comprise entre -0,6x10-3 et 2x10-3 et la largeur w2 de la gaine intérieure est comprise entre 0,5 et 2 µm. 35 La différence d'indice Anz, la largeur w2 de la gaine intérieure et la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée sont telles que : 1000An3 > Ax(1000An2)2 + Bx(1000An2) + C, où A = 182,29xw23-550xw22+545xw2-177,32 ;

R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -20- B = -135,42xwz3+402xwz2-399xwz+130,22 ; et C = 15xwz3-57,25xwz2+60,9xwz-25,37 ; et 1000An3 < Dx(1000An2)2 + Ex(1000An2) + F, où

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Ainsi, la fibre conforme à l'invention, en particulier selon les premier, deuxième et troisième modes de réalisation, présente une bande passante OFL supérieure à 1500 MHz.km, voire supérieure à 6000 MHz.km, et même supérieure à 10 10000 MHz.km à la longueur d'onde 850 nm, tout en conservant une bande passante élevée à la longueur d'onde 1300 nm et de faibles pertes par courbure. La bande passante OFL n'est pas le seul paramètre permettant d'apprécier l'utilisation d'une fibre dans une application à haut débit. Afin d'améliorer les performances de la fibre pour une application à haut débit, il est nécessaire de limiter 15 l'effet de gaine dans la fibre au niveau de l'interface entre le coeur central et la gaine intérieure. Le retard de dispersion modale acquis avec un masque couvrant la partie extérieure du coeur central de la fibre ou DMDext (qui correspond au terme anglais "DMD value on the outrr mask 0-23 ,um" défini dans la norme FOTP-220) permet de 20 caractériser l'effet de gaine de la fibre. Le DMDext est issu d'un graphe DMD mesuré sur 750 m de fibre. La source lumineuse utilisée est un laser Ti : Saphir pulsé émettant à 850 nm. La source émet des impulsions de durée inférieure à 40 ps à quart de hauteur et de largeur spectrale efficace ou RMS (en anglais "Root Mean Square") inférieure à 0,1 nm.

25 La fibre conforme à l'invention, en particulier selon les premier, deuxième et troisième modes de réalisation, présente en outre un DMDext amélioré par rapport aux fibres de l'art antérieur à la longueur d'onde 850 nm, tout en conservant une bande passante élevée à la longueur d'onde 1300 nm et de faibles pertes par courbure.

30 En effet, les caractéristiques de la fibre selon l'invention permettent de diminuer le DMDext par rapport à une fibre de l'art antérieur. En particulier la fibre selon l'invention présente une valeur de DMDext inférieure à 0,33 ps/m à la longueur d'onde 850 nm. La fibre peut même présenter une valeur de DMDext inférieure à 0,25 ps/m à la longueur d'onde 850 nm, voire inférieure à 0,14 ps/m à la 35 longueur d'onde 850 nm. Selon un mode de réalisation, la fibre est constituée du coeur central, de la gaine intérieure, de la tranchée enterrée et de la gaine optique extérieure. La gaine intérieure est directement adjacente au coeur central. La tranchée enterrée est R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc D = -83,137xwz3+235,06xwz2-219,52xwz+66,66 ; E = 129,56xwz3-388,67xwz2+378,13xwz-121,11 ; et F = -48,28xwz3+137,84xwz2-129,9xwz+38,97. 2971061 -21- directement adjacente à la gaine intérieure, et la gaine optique extérieure est directement adjacente à la tranchée enterrée. Selon un mode de réalisation, la fibre selon l'invention est compatible avec la norme ITU-T G.651.1. Ainsi, elle présente un diamètre de coeur de 50 µm et une 5 ouverture numérique de 0,2 f 0,015. L'invention concerne également un système optique multimode comprenant au moins une portion de fibre conforme à l'invention. En particulier, le système optique peut présenter un débit supérieur ou égal à 10 Gb/s jusqu'à 100 m. Le système optique peut également présenter un débit supérieur ou égal à 10 Gb/s jusqu'à 300 m.

10 La fibre conforme à l'invention peut être avantageusement utilisée pour obtenir de faibles pertes par courbure et une large bande passante aux longueurs d'onde 850 nm et 1300 nm, dans un processus de fabrication à haut volume et de faible coût. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple.

15 En particulier, le dopant augmentant l'indice de réfraction n'est pas nécessairement le germanium. En variante, on peut choisir le phosphore. La fibre selon l'invention peut être installée dans de nombreux systèmes de transmission avec une bonne compatibilité avec les autres fibres du système. R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc

Claims

REVENDICATIONS1. Fibre optique comprenant, du centre vers la périphérie : un coeur central, une gaine intérieure entourant le coeur central, une tranchée enterrée entourant la gaine intérieure et une gaine extérieure, le coeur central présentant un rayon ri et un profil d'indice de réfraction en alpha et ayant une matrice dopée au moins par du fluor et un élément augmentant l'indice de réfraction, la gaine intérieure présentant une largeur w2 et une différence d'indice de réfraction Anz par rapport à la gaine extérieure, la tranchée enterrée présentant un rayon r3, une largeur w3 et une différence d'indice de réfraction Ana par rapport à la gaine extérieure, dans laquelle le rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central augmente du centre de la fibre jusqu'à ri ; à ri, la valeur maximale CF,MAX du rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central est comprise entre 8,5810-3 et 57810-3 ; et la tranchée enterrée présente une largeur w3 comprise entre 2 µm et 10 µm et une différence d'indice de réfraction Ana par rapport à la gaine extérieure comprise entre -15810-3 et -6810-3.
2. Fibre optique selon la revendication 1, dans laquelle le dopant augmentant l'indice de réfraction dans le coeur central est le germanium et la matrice du coeur central est en silice.
3. Fibre optique selon la revendication 2, dans laquelle, à ri, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAX du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central satisfont la relation suivante : CF,MAXX1000 > -10,06 X 1000 X Ana - 82,06.
4. Fibre optique selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle, à ri, la différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAX du rapport atomique entre le R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -23- fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central satisfont la relation suivante : CF,MAXx 1000 > -8,28 x 1000 x Ana - 48,28.
5. Fibre optique selon la revendication 2, 3 ou 4, dans laquelle, à ri, la 5 différence d'indice Ana de la tranchée enterrée et la valeur CF,MAX du rapport atomique entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central satisfont la relation suivante : CF,MAxx 1000 > -8 x 1000 x Ana - 42,28.
6. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le 10 rapport atomique CF entre le fluor et l'ensemble des constituants de la matrice dopée du coeur central en fonction de la distance radiale r par rapport au centre de la fibre est donné par l'expression suivante : / M' r (i» CF MAx - CF , Ou ri est le rayon du coeur central, 15 p est une constante sensiblement égale à 2, et C(;) est une constante positive inférieure à 1,25x10-3.
7. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le profil d'indice en alpha du coeur central présente un paramètre alpha, a, ayant une valeur comprise entre 1,9 et 2,1. 20
8. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la différence d'indice Ani du coeur central par rapport à la gaine optique extérieure présente une valeur maximale comprise entre 10 x 10-3 et 18 x10-3.
9. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la différence d'indice Ani du coeur central par rapport à la gaine optique extérieure 25 présente une valeur maximale comprise entre 11 x
10-3 et 16 x 10-3. 10. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la largeur w2 de la gaine intérieure est comprise entre 0,5 µm et 2 µm et la différence d'indice Anz de la gaine intérieure par rapport à la gaine extérieure est comprise entre -0,2x 10-3 et 2x 10-3. 30
11. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la largeur w3 de la tranchée enterrée est comprise entre 3 µm et 5µm. R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc CF (r) = CFA) + 2971061 -24-
12. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, présentant une ouverture numérique comprise entre 0,185 et 0,215.
13. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes présentant, à la longueur d'onde 850 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de 5 courbure de 7,5 mm inférieures à 0,2 dB, ou inférieures à 0,1 dB.
14. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes présentant, à la longueur d'onde 850 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,05 dB, ou inférieures à 0,01 dB.
15. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes présentant, à la 10 longueur d'onde 1300 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,5 dB, ou inférieures à 0,3 dB.
16. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes présentant, à la longueur d'onde 1300 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,2 dB, ou inférieures à 0,1 dB. 15
17. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes présentant, à la longueur d'onde 1300 nm, des pertes par courbure pour 2 tours avec un rayon de courbure de 7,5 mm inférieures à 0,05 dB.
18. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, présentant, à la longueur d'onde 850 nm, une bande passante en condition d'injection saturée, OFL, 20 en anglais "OverFilled Launch", supérieure à 1500 MHz.km.
19. Fibre optique selon la revendication 18, présentant, à la longueur d'onde 850 nm, une bande passante OFL supérieure à 3500 MHz.km.
20. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes présentant, à la longueur d'onde 1300 nm, une bande passante en condition d'injection saturée, OFL, 25 en anglais "OverFilled Launch", supérieure à 500 MHz.km.
21. Fibre optique selon la revendication 20, présentant, à la longueur d'onde 1300 nm, une bande passante OFL supérieure à 600 MHz.km.
22. Fibre optique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle, à la longueur d'onde 850 nm, la valeur du retard de dispersion modale DMDext, acquis 30 avec un masque couvrant la partie extérieure du coeur central conformément à la norme FOTP-220, est inférieure à 0,33 ps/m.
23. Fibre optique selon la revendication 22, dans laquelle, à la longueur d'onde 850 nm, la valeur du retard de dispersion modale DMDext, acquis avec un masque R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc 2971061 -25- couvrant la partie extérieure du coeur central conformément à la norme FOTP-220, est inférieure à 0,25 ps/m.
24. Fibre optique selon la revendication 23, dans laquelle, à la longueur d'onde 850 nm, la valeur du retard de dispersion modale DMDext, acquis avec un masque 5 couvrant la partie extérieure du coeur central conformément à la norme FOTP-220, est inférieure à 0,14 ps/m.
25. Système optique multimode comprenant au moins une portion d'une fibre optique selon l'une des revendications 1 à 24.
26. Système optique multimode selon la revendication 25, présentant un débit 10 supérieur ou égal à 10 Gb/s jusqu'à 100 m.
27. Système optique multimode selon la revendication 25 ou 26, présentant un débit supérieur ou égal à 10 Gb/s jusqu'à 300 m. R:A32100\32131 AOB\32131--110131-texte dépôt.doc