Fiber Ratio Degradation (FRD)
Un problème lié à l'usage d'une fibre à gradient d'indice est illustré sur les images suivantes. On montre l''éclairement dans le faisceau à la sortie de la fibre observé dans un plan situé à 13 mm de cette sortie (champ dit "lointain"). Ces documents ont été obtenu en projetant le faisceau sur la surface d'un CCD KAF-1602E équipant une caméra Audine. Une source quasi ponctuelle est projeté à l'entrée de la fibre via un objectif photographique dont on peut faire varier l'ouverture relative. De gauche à droite l'ouverture d'entrée est f/4, f/8 et f/11 :
Normalement dans une fibre à saut d'indice l'évolution de l'ouverture du faisceau d'entrée suit l'ouverture du faisceau d'entrée (au FRD près). Ce n'est pas le cas ici, la lumière sort toujours avec une ouverture de f/2.5 quelque soit l'ouverture du faisceau d'entrée, ce qui oblige à utiliser une optique de spectrographe très ouverte pour ne pas perdre trop de flux. Les graphiques suivant montrent les profils photométriques dans le lobe de sortie de la fibre à gradient d'indice pour différentes ouvertures d'entrée. On donne aussi l'énergie encerclée dans un cone de sortie donné. Dans le cas de MERIS l'ouverture maximale est de f/4,5 (limitée par la taille du réseau qui fait 30 mm de coté et par le vignettage de l'objectif de chambre) et de f/4,5. D'après les courbes on ne collecte donc que 40% du flux sortant de la fibre, ce qui contribue à la faible efficacité globale du système.
Ce problème d'ouverture est une des raisons pour laquelle les fibres à gradient d'indice ne sont jamais utilisée en spectrographie. Ci-après, la propagation des rayons dans une fibre à saut d'indice et dans une fibre à gradient d'indice :
