Gama de frequências/comprimentos de onda das Fibras Ópticas

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 12 000 km 2.4 Gb/s (experimental)

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

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)

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

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

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.

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

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

Equação característica Modos TE0N Modos TM0N

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).

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)

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)

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).

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

Formação do Modo LPlN

+ Polarização Linear -