O princípio de funcionamento das fibras ópticas é muito simples. Sabe-se que meios dielétricos mais densos correspondem a velocidade de propagação da luz menor e vice-versa. O índice de refração de determinado material é em função do comprimento da onda.
A propagação da luz numa interface de dielétricos com índices de refração diferentes resulta nos fenômenos de refração e reflexão. Existe uma situação limite para a refração onde um raio incidente com um determinado ângulo, menor que 90°, conhecido como ângulo crítico, implica num raio refratado que se propaga paralelamente na interface entre os dois dielétricos. Qualquer raio incidente com um ângulo superior ao ângulo crítico não será mais refratado, mas será refletido totalmente. Esse efeito de reflexão interna total é o mecanismo básico de propagação da luz em fibras ópticas.
Estrutura das fibras ópticas
CABOS ÓPTICOS
Os cabos ópticos são estruturas de encapsulamento e empacotamento de fibras ópticas que têm como funções básicas prover as fibras de: proteção, facilidade de manuseio.
As características de transmissão dos guias de onda luminosos são sensíveis a influências mecânicas e ambientais, conforme foi visto anteriormente. O cabeamento, portanto, procura proteger a fibra ou as fibras contra adversidades mecânicas ou ambientais durante a instalação ou operação. Por exemplo, os cabos devem ser suficientemente resistentes de modo a evitar que as fibras se quebrem com as tensões de puxamento do cabo durante a sua instalação. Devem, também, prover a rigidez necessária fim de prevenir curvaturas excessivas nas fibras.
CONECTORES
Os conectores ópticos são dispositivos passivos que permitem realizar junções temporárias ponto-a-ponto entre duas fibras ópticas ou, nas extremidades dos sistemas, juntando opticamente a fibra ao dispositivo fotoemissor ou fotoreceptor. A qualidade da conexão é garantida pela precisão com que as peças mecânicas, que constituem o conector óptico, conseguem posicionar as extremidades das fibras com relação ao corpo exterior do conector.
Os conectores ópticos são instalados tipicamente nas extremidades dos cabos ópticos ou num dispositivo de suporte junto ao transmissor ou receptor óptico. Para ligar entre si dois cabos ópticos terminados por plugues conectores utilizam-se, em geral, realizar alinhamento correto, face a face, dos dois plugues (conectores).
O uso dos conectores ópticos em junções fibra-fibra oferece vantagens operacionais com relação às outras técnicas de conexão ponto-a-ponto (emendas) como, por exemplo, a facilidade de manuseio que não exige nenhum equipamento sofisticado ou conhecimento técnico particular.
ACOPLADORES
Os acopladores ópticos podem ser considerados como dispositivos multiportas (> 3) que permitem combinar ou separar sinais luminosos. Os acopladores ópticos passivos são dispositivos puramente ópticos operando como guias de onda luminosa e/ou elementos de transmissão, reflexão e refração da luz. Não requerem nenhuma energia de alimentação externa, além do feixe luminoso, não possuem nenhum dispositivo óptico ativo (fotoemissores, moduladores etc.) e são comumente utilizados como elementos básicos de interconexão numa variedade de sistemas e redes locais com fibras ópticas. Na maioria das redes, o desempenho dos acopladores ópticos constitui, mais que as características de transmissão da própria fibra, o principal limitante que determina a configuração ótima da rede.
ESTRUTURA FÍSICA BÁSICA
Uma fibra óptica é composta basicamente de material dielétrico (em geral, sílica ou plástico), segundo longa estrutura cilíndrica, transparente e flexível, de dimensões microscópicas comparáveis às de um fio de cabelo humano.
A estrutura cilíndrica básica da fibra óptica é formada por uma região central, chamada de núcleo, envolta por uma camada, também de material dielétrico, chamada casca. A seção em corte transversal mais usual do núcleo é a circular, porém as fibras ópticas especiais podem ter um outro tipo de seção (por exemplo, elíptica).
A composição da casca da fibra óptica com material de índice de refração ligeiramente inferior ao do núcleo, oferece condições à propagação de energia luminosa (frequências ópticas) através do núcleo da fibra óptica. O mecanismo básico de transmissão da luz ao longo da fibra consiste, em termos da óptica geométrica, num processo de reflexão interna total que ocorre quando o feixe de luz emerge de um meio mais denso para um meio menos denso.
As características mecânicas das fibras ópticas, expressas, por exemplo, em termos de resistência e flexibilidade, dependem do material dielétrico utilizado e da qualidade do processos de fabricação.
Por: Wladiir Novaes Filho
