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A atenuação ou perda de transmissão pode ser definida como a diminuição
da intensidade de energia de um sinal ao propagar-se através de um meio
de transmissão.
Nas fibras ópticas, a atenuação varia de acordo com o comprimento de
onda da luz utilizada. Essa atenuação é a soma de várias perdas
ligadas ao material que é empregado na fabricação das fibras e à
estrutura do guia de onda. Os mecanismos que provocam atenuação são
· absorção
· espalhamento
· deformações
mecânicas.
ABSORÇÃO
Os tipos básicos de absorção são
· absorção
material
· absorção
do ion OH-
A absorção material é o mecanismo de atenuação
que exprime a dissipação de parte da energia transmitida numa fibra óptica
em forma de calor. Neste tipo de absorção temos fatores extrínsecos e
intrínsecos à própria fibra.
Como fatores intrínsecos, temos a absorção do ultravioleta, a qual
cresce exponencialmente no sentido do ultravioleta, e a absorção do
infravermelho, provocada pela sua vibração e rotação dos átomos em
torno da sua posição de equilíbrio, a qual cresce exponencialmente no
sentido do infravermelho.
Como fatores extrínsecos, temos a absorção devido aos ions metálicos
porventura presentes na fibra (Mn, Ni, Cr, U, Co, Fe e Cu) os quais,
devido ao seu tamanho, provocam picos de absorção em determinados
comprimentos de onda exigindo grande purificação dos materiais que compõem
a estrutura da fibra óptica.
A absorção do OH-
(hidroxila) provoca atenuação fundamentalmente no comprimento de onda de
2700 nm e em sobre tons (harmônicos) em torno de 950 nm, 1240 nm e 1380
nm na faixa de baixa atenuação da fibra. Esse ion é comumente chamado
de água e é incorporado ao núcleo durante o processo de produção. É
muito difícil de ser eliminado.
ESPALHAMENTO
É o mecanismo de atenuação que exprime o desvio de parte da energia
luminosa guiada pelos vários modos de propagação em várias direções.
Existem vários tipos de espalhamento (Rayleigh, Mie, Raman estimulado,
Brillouin estimulado) sendo o mais importante e significativo o
espalhamento de Rayleigh. Esse espalhamento é devido à não
homogeneidade microscópica (de flutuações térmicas, flutuações de
composição, variação de pressão, pequenas bolhas, variação no
perfil de índice de refração, etc.
Esse espalhamento está sempre presente na fibra óptica e determina o
limite mínimo de atenuação nas fibras de sílica na região de baixa
atenuação. A atenuação neste tipo de espalhamento é proporcional a .
DEFORMAÇÕES MECÂNICAS
As deformações são chamadas de microcurvatura e macrocurvatura,
as quais ocorrem ao longo da fibra devido à aplicação de esforços
sobre a mesma durante a confecção e instalação do cabo.
As macrocurvaturas são perdas pontuais (localizadas) de luz por irradiação,
ou seja, os modos de alta ordem (ângulo de incidência próximo ao ângulo
crítico) não apresentam condições de reflexão interna total devido a
curvaturas de raio finito da fibra óptica.
As
microcurvaturas aparecem quando a fibra é submetida a pressão
transversal de maneira a comprimí-la contra uma superfície levemente
rugosa. Essas microcurvaturas extraem parte da energia luminosa do núcleo
devido aos modos de alta ordem tornarem-se não guiados.
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