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Gama de frequências/comprimentos de onda das Fibras Ópticas.

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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 2ª geração ~ 1.3 m 3ª geração ~ 1.55 m 4ª geração aumento B multiplexagem; amplificação óptica 1500 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 θiθi bainha n 2 θtθt núcleo n 1 ktkt Ө i = Ө c Ө t = 90º Reflexão interna parcial Reflexão no ângulo limite ӨiӨi ӨiӨi Reflexão interna total Ө i > Ө c bainha n 2 núcleo n 1

7 Excitação da fibra ӨtӨt ӨiӨi ØtØt ØiØi n2n2 n1n1 z ar n0n0 No limite

8 Cone de aceitação 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 v g muito diferentes o que aumenta a dispersão. ØiØi n2n2 n1n1

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10 LP 17,16 (perfil constante) LP 28,5 (perfil variável)

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

12 Equação característica Modos TE 0N Modos TM 0N

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14 Condições de corte Modos EH mN (m > 0) A condição de corte J m (U c ) = 0, U c = V c = x mN, mas excluindo a raíz nula x m1 > 0 Modos HE 1N A condição de corte J 1 (U c ) = 0, U c = V c = x 1N, agora a primeira raíz (nula) é válida, x 11 = 0 HE 11 é, portanto, o modo fundamental e tem frequência de corte nula (U c = V c = 0).

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

16 As soluções correspondentes ao sinal + associa-se aos modos EH e ao sinal – aos modos HE. a) Equação característica dos modos EH mN c) Modos híbridos (m>1) Para (Δ<<1), a equação característica toma a forma (nota-se que k z k 0 n 1 ) aproximada: Componentes de suporte: Condições de corte W 0, J m (U c ) = 0, U c = V c =x mN, excluíndo a raíz nula (U c = V c = 0) (condições de corte para o caso de Δ arbitrário)

17 Componente de suporte: Condição de corte: W 0 modos HE 1N J 1 (U c ) = 0, V c = U c = x 1N a primeira raíz x 11 = 0 (nula, V c = U c = 0) é válida b) Equações características dos modos HE mN Corresponde ao modo fundamental (frequência de corte nula) HE 11. (condições de análise efectuada para Δ arbitrário).

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19 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 Condições de corte modos HE mN (m >1) W 0, a equação característica aproximada assume a forma

20 Formação do Modo LP lN

21 + - Polarização Linear

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