O que é Fibra de índice degrau? — Física

Definição 2.13 Física universitária — 1.º ano · Capítulo 2 — Óptica geométrica: raios, reflexão, refração

Uma fibra óptica de índice degrau é um núcleo cilíndrico de vidro de índice $n_1$ revestido por uma casca de índice ligeiramente menor $n_2$ . A luz que entra no núcleo dentro de um cone de semiângulo $\theta_a$ em torno do eixo é guiada por reflexões totais sucessivas na superfície núcleo–casca. A abertura numérica é $\mathrm{NA} = \sin\theta_a$ .

Uma fibra de índice degrau. Um raio que entra dentro do cone de aceitação de semiângulo _a encontra a casca com incidência i ≥ i_c e é guiado por reflexões totais; o raio axial faz o percurso mais curto, o raio guiado mais inclinado o mais longo — um pulso se alarga no tempo. — Uma fibra de índice degrau. Um raio que entra dentro do cone de aceitação de semiângulo $\theta_a$ encontra a casca com incidência $i \geq i_c$ e é guiado por reflexões totais; o raio axial faz o percurso mais curto, o raio guiado mais inclinado o mais longo — um pulso se alarga no tempo.

Exemplos

Exemplo 2.15 (Os números de uma fibra de telecomunicações)

$n_1 = 1.480$ , $n_2 = 1.465$ : $\mathrm{NA} = \sqrt{2.190 - 2.146} = 0.21$ , $\theta_a = 12^\circ$ ; $i_c = 81.8^\circ$ , de modo que os raios guiados ficam a menos de $8.2^\circ$ do eixo. Alargamento intermodal: $\Delta t/L = (1.48/c)(1.48/1.465 - 1) = 51\,\mathrm{ns}/\mathrm{km}$ . Ao longo de $2\,\mathrm{km}$ um pulso se alarga $0.1\,\text{µ}\mathrm{s}$ , o que limita a taxa de bits perto de $5\,\mathrm{Mbit}/\mathrm{s}$ : o problema de fim de semana segue essa limitação até o seu remédio, a fibra monomodo.

Ler no capítulo →