Circuitos eletricos e fotonica - experimento 3

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BC1519 – Circuitos Elétricos e Fotônica Experimento 03 – Atenuação em fibras ópticas Prof.Dr.

Grupo: Daniel ? - RA ? Felipe Bispo Baccarin – RA 11054609 Felipe Chagas Bezerra – RA 11128509 Roberto Pedrassi de Souza – RA 11044709 Fernando F. Zanotti – RA 11054409 Werder

Santo André, 23 de Abril de 2012

1 – Introdução
As linhas de fibra ópticas são fios de vidro opticamente puro quetransmitem informações digitais ao longo de grandes distâncias, sendo dispostas em feixes chamados de cabos ópticos e usadas para transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias. As fibras ópticas são constituídas de : -Núcleo: Minúsculo centro de vidro da fibra, no qual a luz viaja; -Interface: Material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta para ele; -Capa protetora:Revestimento plástico que protege a fibra de danos e umidade . Em um cabo de fibra óptica a luz viaja através do núcleo refletindo constantemente na interface, o que representa o princípio da reflexão interna total. Como a interface não absorve nenhuma luz do núcleo, a onda de luz pode viajar grandes distâncias, entretanto, uma parte do sinal luminoso se degrada dentro da fibra, devido,principalmente, as impurezas contidas no vidro. O princípio da reflexão interna total consiste em explicar que quando a luz passa de um meio m1 com um índice de refração característico, para outro meio m2 com um índice de refração mais baixo, ela se desvia ou refrata para longe de uma linha imaginária perpendicular à superfície (linha normal). Conforme o ângulo do feixe através de m1 se torna maior emrelação à linha normal, a luz refratada através de m2 se desvia para longe da linha. Em um ângulo particular, o ângulo crítico, a luz refratada não penetrará em m2, viajando ao longo da superfície entre dois meios. Se o ângulo do feixe através de m1 for maior do que o ângulo crítico, então o feixe refratado será refletido inteiramente de volta para m1 (reflexão interna total), mesmo que m2 sejatransparente . Em uma fibra óptica, a luz viaja através do núcleo (m1, de alto índice de refração), refletindo-se constantemente na interface (m2, de menor índice de refração), porque o ângulo da luz é sempre maior do que o ângulo crítico. A luz refletirá em sua interface, não importando o ângulo em que a fibra esteja curvada. Uma representação da reflexão interna total e do ângulo crítico em uma fibraóptica pode ser observada na Figura 1 a seguir:

Figura 1: Representação esquemática da reflexão interna total e do ângulo crítico em uma fibra óptica . A atenuação é o motivo pelo qual a fibra óptica ganhou a importância que tem nas telecomunicações. Ela define a distância máxima (alcance) que um sistema de transmissão óptico pode ter entre emissor e receptor, e pode ser medida de acordo com aseguinte fórmula: a = 10 * ( log(Pi/Po) ) * ( 1 / L ), Onde Pi é a potência na entrada, Po é a potência na saída e L é o comprimento da fibra. As atenuações em fibras ópticas são causadas, basicamente, por 4 razões: • Absorção Como nenhum material é perfeitamente transparente, sempre ocorre uma absorção parcial de luz quando esta é forçada a atravessar um meio (absorção intrínseca). Numa fibra, alémda absorção do material que compõe seu núcleo, pode haver variações de densidade, imperfeições na fabricação (absorção por defeitos estruturais), impurezas (absorção extrínseca) e outros fatores que aumentam ainda mais as perdas por absorção. Diversas impurezas podem contaminar uma fibra. O principal motivo de atenuações em alguns tipos de fibra é a contaminação por íons metálicos, que pode gerarperdas superiores a 1 dB/km, mas que atualmente já é controlada através de tecnologias utilizadas na fabricação de semicondutores. Há também a contaminação por íons hidroxila (OH - ), causada por água dissolvida no vidro (também chamada de atenuação por pico de água, Water Peak Atenuation , WPA), que, por sua relevância nas tecnologias pioneiras de fibra óptica, definiram intervalos de...
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