1. Estrutura das Fibras Ópticas
Umfibra óptica(OF) é uma fibra dielétrica transparente usada para guiar a luz. Uma fibra óptica prática consiste em múltiplas camadas de mídia transparente, geralmente divididas em três camadas:
Essencial: Localizado no centro da fibra (diâmetro 5~80μm), composto de sílica de alta-pureza, dopada com uma pequena quantidade de dopantes (por exemplo, dióxido de germânio, pentóxido de fósforo) para aumentar seu índice de refração (n1). Para fibras de comunicação, o diâmetro do núcleo é de 5~10μm (fibra-modo único) ou 50~80μm (fibra-multimodo).
Revestimento: Envolvente do núcleo (diâmetro ~125μm), composto por sílica de alta-pureza com pequena quantidade de dopantes (por exemplo, trióxido de boro), destinado a reduzir seu índice de refração (n2), ligeiramente inferior ao do núcleo). O revestimento pode ser de camada-única ou multi-camada.
Revestimento: A camada mais externa (feita de acrilato, borracha de silicone ou náilon), que desempenha uma função protetora. Inclui um revestimento primário e um revestimento secundário (jaqueta). Após o revestimento, o diâmetro externo da fibra é de aproximadamente 1,5 cm.
2. Classificação de Fibras Ópticas
Existem 4 métodos principais de classificação para fibras ópticas; eles também podem ser classificados por composição (por exemplo, fibras de sílica, fibras contendo-flúor, fibras plásticas, etc.).
(1) Classificação por perfil de índice de refração da seção transversal-de fibra
Dividido emFibra de Índice de Passo (SIF)eFibra de Índice Graduado (GIF).
Fibra de índice de passos: Os índices de refração do núcleo e do revestimento são uniformes (denotados \\(n_1\\) e \\(n_2\\) respectivamente), com uma mudança gradual na interface entre o núcleo e o revestimento. O perfil do índice de refração é expresso como:
Essa era uma estrutura de fibra inicial, gradualmente substituída por fibras de índice graduado em fibras-multimodo, mas recuperou a atenção como uma estrutura convencional em fibras-monomodo.
Fibra de Índice Graduado: O índice de refração no eixo do núcleo (n1) é o maior, diminuindo gradualmente ao longo da direção radial (seguindo uma lei parabólica) e cai para o índice de refração do revestimento (n2) na interface de revestimento do núcleo-; o índice de refração do revestimento é uniforme (n2)
O perfil do índice de refração é expresso como:
Onde: g é o expoente do perfil do índice de refração; (a1) é o raio do núcleo; (Delta) é a diferença relativa do índice de refração
Recurso: reduz a dispersão modal em fibras-multimodo e aumenta a capacidade de transmissão.
(2) Classificação por Número de Modos de Propagação
Dividido emFibra-multimodo (MMF)eFibra Monomodo (SMF).
Fibra-multimodo: Para um determinado comprimento de onda operacional, existem vários modos de transmissão na fibra. O perfil do índice de refração da seção-cruzada pode ser uniforme (modo-multi{3}}de índice passo) ou não-uniforme (modo-multi{6}}de índice graduado).Características: características de transmissão ruins, largura de banda estreita, pequena capacidade de transmissão.
Fibra Monomodo: Para um determinado comprimento de onda operacional, existe apenas um modo de transmissão (o modo fundamental) na fibra, sem diferença de atraso intermodal.Características: Largura de banda muito maior que a das fibras-multimodo, adequada para transmissão-de alta velocidade.
(3) Classificação por comprimento de onda operacional
Dividido emFibras-de comprimento de onda curtoeFibras-de comprimento de onda longo.
Fibras-de comprimento de onda curto: Comprimento de onda 0,6 ~ 0,9 μm (valor típico 0,85 μm), um produto inicial, raramente usado agora.
Fibras-de comprimento de onda longo: Comprimento de onda 1,0~2,0μm (valores típicos 1,31μm, 1,55μm). Nesta banda, as fibras de sílica têm baixa atenuação e pequena dispersão de material.Características: Baixa atenuação, ampla largura de banda, adequada para comunicações de longa-distância e grande-capacidade.
(4) Classificação por tipo de revestimento
Dividido emFibras-tamponadas apertadaseFibras-tubulares soltas.
Fibras-tamponadas apertadas: Os revestimentos secundário e terciário estão firmemente ligados ao revestimento primário, núcleo e revestimento. Desvantagem: As características de temperatura degradam após o revestimento (o material do revestimento tem um alto coeficiente de expansão; o encolhimento em baixa-temperatura causa microflexão da fibra, aumentando a atenuação).
Fibras-tubulares soltas: A fibra pré-revestida é colocada livremente em um tubo plástico, sem revestimento secundário ou terciário.Vantagens: Processo de fabricação simples; melhores características de atenuação-de temperatura e propriedades mecânicas do que fibras-tamponadas apertadas, cada vez mais amplamente utilizadas.
