Slide 1
Colegiul Naional Gheorghe incai FIBRA OPTICAProfesor coordonator
: Membri: Balt Cristina Grigorie Vlad Ion Andra Vleanu
SebastianBucureti2015
Barnoschi Adriana CuprinsCapitolul 1. Istoricul fibrei optice
Capitolul 2. Aplicaiile fibrei optice .. 2.1 Telecomunicaii prin
fibr optic ...2.2 Senzori cu fibr optic 2.3 Alte utilizri Capitolul
3. Principiul de funcionare a fibrei optice ..3.1 Indicele de
refracie .3.2 Reflexia intern total .3.3 Fibra multimodal ...3.4
Fibra monomodal ..3.5 Fibre optice speciale ..Capitolul 4.
Mecanisme de atenuare 4.1 Propagarea luminii.4.2 Abosoria razelor
ultraviolete, vizibile i infraroii. Bibliografie ..
Capitolul 1. Istoricul fibrei optice
Daniel Colladona fost primul care a descris aceast fntn de lumin
sau conduct de lumin ntr-un articol din 1842 intitulatDespre
reflexiile unei raze de lumin n interiorul unui flux parabolic de
lichid. Aceast ilustraie provine dintr-un articol ulterior al lui
Colladon, din 1884.Aplicaiile practice, cum ar fi iluminarea de
aproape n stomatologie, au aprut la nceputul secolului al XX-lea.
Transmisia imaginii prin tuburi a fost demonstrat independent
deClarence Hanselli de pionierul televiziuniiJohn Logie Bairdn anii
1920.CAPITOLUL 2. APLICAIILE FIBREI OPTICE
2.1 Telecomunicaii prin fibr optic
Fibra optic poate fi utilizat ca mediu de telecomunicaii
ireeledeoarece este flexibil i poate fi strns n cabluri.
Este deosebit de avantajoas pentru comunicaii pe distane mari,
deoarece lumina se propag prin fibr cu atenuare mic n comparaie cu
cablurile electrice. Aceasta permite acoperirea de distane mari cu
doar cteva repetoare. n plus, semnalele luminoase propagate n fibr
pe fiecare canal pot fi modulate la viteze de pn la 111gigabii pe
secund.2.2 Senzori cu fibr optic
Fibra optic se poate utiliza ca senzor de msurare a
tensiunii,temperaturii,presiuniii a altor cantiti prin modificarea
fibrei astfel nct cantitatea de msurat s
modulezeintensitatea,faza,polarizarea,lungimea de undsau durata de
trecere a luminii. Senzorii care pot varia intensitatea luminii
sunt cei mai simpli, deoarece sunt necesare doar o surs i un
detector.
2.3 Alte utilizri
Fibra optic este folosit i n iluminat, caghid de luminn aplicaii
medicale i nu numai, n care este nevoie de lumin puternic pe un
punct ascuns.
Un grup coerent de fibre se utilizeaz, uneori mpreun cu lentile,
la un dispozitiv lung i subire de achiziionat imagini,
numitendoscop, folosit pentru a vedea obiecte printr-o gaur
mic.
Un cablu audio de fibr optic TOSLINKiluminat la un captCAPITOLUL
3. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE A FIBREI OPTICE3.1 Indicele de
refracie
Indicele de refracie este o msur a vitezei luminii printr-un
material. Viteza de deplasare a luminii n vid este de 300 de
milioane de metri pe secund. Indicele de refracie al unui mediu se
calculeaz mprind viteza luminii n vid la viteza luminii n mediul
respectiv. Deci, prin definiie, indicele de refracie al vidului
este 1. Valoarea tipic pentru teaca unei fibre optice este 1.46.
Valoarea miezului este de regul 1,483.2 Reflexia intern totaln
termeni simpli, exist un unghi maxim fa de axa fibrei sub care
lumina poate intra n fibr astfel nct s se propage prin
miez.Sinusulacestui unghi maxim estedeschiderea numerica fibrei.
Fibra cu deschidere numeric mare necesit mai puin precizie la tiere
i la lucru dect cea cu deschidere mic. Fibra monomodal are
deschidere numeric mic.3.3 Fibra multimodalPropagarea luminii prin
fibra optic multimodal.Un laser reflectndu-se dintr-un baston
desticl acrilic, ilustrnd reflexia intern total a luminii ntr-o
fibr optic multimodal.Fibra optic cu diametru mare al miezului (mai
mare de 10micrometri) poate fi analizat cu ajutorul opticii
geometrice. Aceast fibr se numetefibr multimod. ntr-o fibr optic
multimod cu salt de indice, razele de lumin sunt conduse de-a
lungul miezului fibrei prin reflexie intern total.
Propagarea luminii prin fibra optic multimodal.3.4 Fibra
monomodal
Ca ghid de und optic, fibra suport unul sau mai multe moduri de
traversare prin care lumina se poate propaga prin fibr. Fibra ce
susine doar un mod se numete fibrmonomodalsaumonomod.
Comportamentul fibrei multimodale poate fi i el modelat cu ajutorul
ecuaiei undei electromagnetice, ceea ce arat c o astfel de fibr
suport mai multe moduri de propagare. Structura unei fibre optice
monomodale tipice. 1. Miez: 8m diametru 2. Teac: 125m dia. 3.
Tampon: 250m dia. 4. nveli: 400m dia.3.5 Fibre optice specialeSe
produc i unele fibre optice speciale cu miez necilindric sau/i cu
teac necilindric, de regul cu seciune transversal eliptic sau
dreptunghiular. Aceste fibre sunt proiectate astfel pentru a pstra
polarizarea luminii, de exemplu.Fibra din cristal fotonic este
realizat cu un ablon regulat de variaie a indicelui de refracie
(adesea n form de guri cilindrice care merg de-a lungul lungimii
fibrei). Astfel de fibre folosesc efectele dedifracien loc de (sau
pe lng) reflexia intern total, pentru a pstra lumina n miezul
fibrei. Proprietile fibrei pot fi modificate ntr-o varietate larg
de aplicaii.
CAPITOLUL 4. MECANISME DE ATENUARE
4.1 Propagarea luminii Propagarea luminii prin miezul unei fibre
optice se bazeaz pe reflexia intern total a undei de lumin.
Suprafeele neregulate, chiar i la nivel molecular, pot reflecta
razele de lumin n direcii aleatoare. Aceasta se numetereflexie
difuzsaumprtiere, i este caracterizat de regul de o mare varietate
de unghiuri de reflexie.
Reflexie difuz4.2 Absorbia razelor ultraviolete, vizibile i
infraroii
Pe lng mprtierea luminii, atenuarea poate aprea i din cauza
absorbiei selective a anumitor lungimi de und, ntr-o manier similar
cu cea rspunztoare pentru apariia culorilor obiectelor:
Atenuarea luminii cuZBLANi fibre din silicatBIBLIOGRAFIE
Bates, Regis J (2001).Optical Switching and Networking Handbook.
New York: McGraw-Hill. p.10.ISBN 0-07-137356-XTyndall, John (1870).
Total Reflexion.Notes about LightTyndall, John (1873). Six Lectures
on Light.Nishizawa, Jun-ichi; Suto, Ken (2004). Terahertz wave
generation and light amplification using Raman effect. in Bhat, K.
N.; DasGupta, Amitava.Physics of semiconductor devices. New Delhi,
India: Narosa Publishing House. p.27.ISBN8173195676New Medal Honors
Japanese Microelectrics Industry Leader.Institute of Electrical and
Electronics Engineers.Optical Fiber.Sendai New. Accesat la 5
aprilie 2009.Hecht, Jeff (1999).City of Light, The Story of Fiber
Optics. New York:Oxford University Press.
p.114.ISBN0195108183Premiul Nobel pentru Fizic 2009. Academia Regal
Suedez de tiine. Accesat la 7 octombrie 2009.1971-1985 Continuing
the Tradition.GE Innovation Timeline. General Electric Company.
Accesat la 22 octombrie 2008.Light conducting fibers of quartz
glass. FreePatentsOnline.com.Russell, Philip (2003). Photonic
Crystal Fibers.Science299(5605):
358.doi:10.1126/science.1079280.PMID12532007.The History of Crystal
Fibre A/S. Crystal Fiber A/S. Accesat la 22 octombrie 2008.M. S.
Alfiad, et al. (2008). 111 Gb/s POLMUX-RZ-DQPSK Transmission over
1140 km of SSMF with 10.7 Gb/s NRZ-OOK Neighbours.Proceedings ECOC
2008: pp.??? Mo.4.E.2.Alcatel Boosts Fiber Speed to 100 Petabits in
Lab Al Mosheky, Zaid (1 iunie 2001). In situ real-time monitoring
of a fermentation reaction using a fiber-optic FT-IR probe
(pdf).Spectroscopy.Melling, Peter (1 octombrie 2002). Reaction
monitoring in small reactors and tight spaces (pdf).American
Laboratory News.Melling, Peter J.; Thomson, Mary (2002).
Fiber-optic probes for mid-infrared spectrometry. in Chalmers, John
M.; Griffiths, Peter R. (eds.) (pdf).Handbook of Vibrational
Spectroscopy. WileyArchibald, P.S. and Bennett, H.E.,Scattering
from infrared missile domes, Opt. Engr., Vol. 17, p.647
(1978)Smith, R.G.,Optical power handling capacity of low loss
optical fibers as determined by stimulated Raman and Brillouin
scattering, Appl. Opt., Vol. 11, p. 2489 (1972)Paschotta, Rdiger.
Brillouin Scattering.Encyclopedia of Laser Physics and Technology.
RP Photonics
