Instalador e Juntista de Fibra Ótica, Esquemas de Óptica

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Fibra Óptica

Parte 1

Curso Técnico em Telecomunicações - Projeto Integrador I

Professores: Eduardo Siridakis e Jorge Casagrande

Introdução

 Os estudos iniciais que tornaram o desenvolvimento e utilização de fibras

ópticas datam de meados do século XIX;

 Por volta de 1840 Daniel Colladon (físico suíço) e Jaques Babinet (físico

francês) demonstraram a possibilidade de guiar feixes luminosos utilizando

o princípio da refração ;

 O termo fibra óptica só veio a ser cunhado muito mais tarde, em um artigo

de 1960 , da revista Scientific American , escrito pelo físico indiano Narinder

Singh Kapany ;

 O primeiro sistema de transmissão de dados funcional, utilizando fibra

óptica foi demonstrado pelo físico alemão Manfred Börner em 1965.

Composição

 A composição mais comum é o vidro ou plástico, ambos utilizando dióxido

de silício (SiO 2 ), também conhecido como sílica;

 Para modificar o índice de refração, é feita uma dopagem com outros

elementos da tabela periódica (Germânio, Alumínio, Boro, Fósforo, etc);

 Os processos de fabricação dos bastões de sílica dopada (pré-forma) são

complexos e caros, o que torna o custo de sistemas que utilizam fibra

óptica relativamente elevados.

Estrutura básica da fibra

 A fibra é formada por um núcleo e uma casca que o envolve, com índices

de refração diferentes entre si;

 Para que a fibra propague os sinais adequadamente, ela deve ser

construída de modo que o índice de refração do núcleo seja superior ao

da casca;

 Na formação dos cabos de fibra óptica, há também uma camada de

revestimento e um polímero de proteção, podendo existir ainda uma fibra

de fortalecimento entre eles.

(casca)

Núcleo

Propagação na fibra

 Fenômenos de propagação:

 Reflexão;

 Refração.

Propagação na fibra

 Índice de refração de um meio:

relação entre a velocidade da

luz no vácuo e a velocidade da

luz naquele meio;

n=

c

v

 O índice n indica quantas vezes

a velocidade da luz no vácuo

( c ≈ 300000000 m/s) é maior que

a velocidade da luz naquele

meio ( v );

 Um meio com índice de

refração maior que outro é dito

mais refringente.

Propagação na fibra

 Ângulo limite de refração: é o ângulo de incidência para o qual o ângulo

de refração é igual a 90º;

 Se o ângulo incidente é maior que o ângulo limite, ocorre a reflexão total

do raio luminoso.

Propagação na fibra

 Para o confinamento da luz no núcleo da fibra, é necessário que o índice

de refração do núcleo seja maior que o da casca e que a luz incida na

fibra com um ângulo maior que o ângulo limite de refração.

Propagação na fibra

Propagação na fibra

Wavelength (nm)