Gama de frequências/comprimentos de onda das Fibras Ópticas

Apresentação em tema: "Gama de frequências/comprimentos de onda das Fibras Ópticas"— Transcrição da apresentação:

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2 Gama de frequências/comprimentos de onda das Fibras Ópticas

3 Atenuação 1ª geração  ~0.8 m ª geração  ~ 1.3 m 3ª geração  ~ 1.55 m 4ª geração aumento B multiplexagem; amplificação óptica km 2Gb/s 5ª geração propagação de solitões km 2.4 Gb/s (experimental)

4 Vantagens da comunicação com fibras ópticas
Enorme largura de banda vários GHz em 100 kms (sem repetidores) cabo coaxial (500 MHz, 2-3 km); sistemas com ondas mm (700 MHz) muito maior LB transmitindo vários sinais ópticos em paralelo (multiplexagem) Tamanho e peso pequenos evita congestionamento nos tubos em cidades importante transmissão aviões, satélites,”ships” Isolamento eléctrico não apresentam problemas de Terra ou de interfaces não criam arcos ou curto circuitos

5 Vantagens da comunicação com fibras ópticas
Imune a interferências e crosstalk Segurança do sinal Baixas perdas 0.2 dB km-1 Compactas e muito flexíveis Baixo custo (sílica – areia)

6 Confinamento de luz na fibra
kt Өi = Өc Өt = 90º θt bainha n2 núcleo n1 θi Reflexão interna parcial Reflexão no ângulo limite Өi Reflexão interna total Өi > Өc bainha n2 núcleo n1

7 Excitação da fibra Өt n2 ar n0 Өi Øt n1 z Øi No limite

8 Cone de aceitação Øi∟ n2 n1 Abertura numérica NA A abertura numérica traduz a capacidade de captação da luz na fibra óptica. Se NA for elevado podem-se propagar modos com vg muito diferentes o que aumenta a dispersão.

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10 LP17,16 (perfil constante) LP28,5 (perfil variável) 10

11 Parâmetros normalizados
Frequência normalizada Constante de Propagação Normalizada Contraste (abertura numérica)

12 Equação característica
Modos TE0N Modos TM0N

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14 Condições de corte Modos EHmN (m > 0) A condição de corte Jm (Uc) = 0, Uc = Vc = xmN , mas excluindo a raíz nula xm1 > 0 Modos HE1N A condição de corte J1 (Uc) = 0, Uc = Vc = x1N, agora a primeira raíz (nula) é válida, x11 = 0 HE11 é, portanto, o modo fundamental e tem frequência de corte nula (Uc = Vc = 0).

15 Teoria modal: Fibras ópticas com pequeno constraste (Δ<<1) Modos TE0N Equação característica b) Modos TM0N Equação característica Os Modos TE e TM têm (aproxi.) a mesma equação de dispersão (modos aproxi. degenerados). Condição de corte No corte: W → 0 J0 (U) → 0 Uc = Vc = x0N, onde J0 (x0N) = 0 (são as mesmas condições de corte da análise efectuada para Δ arbitrário)

16 Modos híbridos (m>1)
Para (Δ<<1), a equação característica toma a forma (nota-se que kz ≈ k0 n1) aproximada: As soluções correspondentes ao sinal + associa-se aos modos EH e ao sinal – aos modos HE. a) Equação característica dos modos EHmN Componentes de suporte: Condições de corte W → 0, Jm(Uc) = 0, Uc = Vc =xmN, excluíndo a raíz nula (Uc = Vc = 0) (condições de corte para o caso de Δ arbitrário)

17 b) Equações características dos modos HEmN
Componente de suporte: Condição de corte: W → 0 modos HE1N J1 (Uc) = 0, Vc = Uc = x1N a primeira raíz x11 = 0 (nula, Vc = Uc = 0) é válida Corresponde ao modo fundamental (frequência de corte nula) HE11. (condições de análise efectuada para Δ arbitrário).

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19 Condições de corte modos HEmN (m >1) W → 0, a equação característica aproximada assume a forma Condições de corte: Excluíndo raízes nulas, incompatíveis com (a) As condições de corte para Δ arbitrários dependiam de Fazendo a aproximação do pequeno contraste, , recupera-se a condição agora deduzida

20 Formação do Modo LPlN

21 + Polarização Linear -

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