Le Fibre ottiche

Le Fibre ottiche
Cos’è l’indice di rifrazione
L’indice di rifrazione è una grandezza che indica
quanto un mezzo modifica la velocità di un certo
tipo di onde. Nella accezione più comune il
termine si riferisce alla rifrazione delle onde
elettromagnetiche, e in particolare della luce.
Naturalmente l'indice di rifrazione dipende dalla
natura delle onde (per es. ogni mezzo
possiede un indice di rifrazione ottico, e uno
acustico, che si riferiscono rispettivamente alle
onde elettromagnetiche, e alle onde sonore)
Come si propaga la luce
Quando un raggio di luce incide sulla
superficie di separazione tra due mezzi
materiali aventi indice di rifrazione
diverso, parte dell'energia luminosa del
raggio viene riflessa nel mezzo da cui
proviene, la parte rimanente attraversa la
superficie di separazione propagandosi
nel secondo mezzo
n1<n2
a1
a1
Aria n1
Acqua n2
a2
Considerata la normale al piano di separazione,
l'angolo di incidenza a1 è uguale a quello di
riflessione a1r, il raggio rifratto invece si propaga
nel mezzo 2 con un angolo a2 la cui relazione
con a1 è data dalla legge di Snell:
sin a1 = n2
sin a2 n1
dove n1 ed n2 sono gli indici di rifrazione dei due
diversi mezzi; il raggio incidente, quello riflesso
e quello rifratto sono contenuti nello stesso
piano.
Dalla formula di Snell si può ricavare che se
n2>n1  a1>a2
Tale fatto ci permette di prevedere che
• nel passaggio da un mezzo a maggior
indice di rifrazione ad un mezzo a minor
indice di rifrazione il raggio rifratto si
allontana dalla normale
• nel passaggio da un mezzo a minor indice
di rifrazione ad un mezzo a maggior indice
di rifrazione il raggio rifratto si avvicina alla
normale;
Principio della riflessione totale
Nel passaggio da un mezzo più denso ad un mezzo meno denso il raggio rifratto
si allontana dalla normale. Cosa succede se l'angolo di incidenza del raggio è tale
che, per la legge di Snell, l'angolo di rifrazione diventa uguale a 90°? Ciò accade
ad un angolo ben preciso angolo θlim, detto angolo di Brewster o angolo limite
Il raggio rifratto diventa "radente" alla
superficie di separazione e non riesce ad
uscire dal mezzo denso. L'allontanamento
dalla normale si accentua per angoli di
incidenza superiori all'angolo di Brewster:
il raggio rifratto (che ora non "merita" più di
chiamarsi così) viene addirittura
completamente riflesso.
E' questo il fenomeno della riflessione
totale (o interna ).
Fibra ottica
Supponiamo che un raggio di luce viaggiante attraverso l’aria
incida sulla sezione
iniziale di una fibra ottica.
n1>n2
• Il raggio di luce, che si propaga lungo il nucleo, quando
incide sull'interfaccia nucleo-mantello può subire due diverse
vicende:
• Quando l’angolo di incidenza è in superiore a quello limite il
raggio viene riflesso (totalmente) e continua a propagarsi;
• Quando l’angolo di incidenza è inferiore a quello limite, una
parte della potenza ottica viene radiata nel mantello.
I cavi per FO
• Cavi tight
adatti per collegamenti interni in :
multimonofibra (8 coppie )per bretelle ottiche con connettori ST
multifibra(32) per dorsali con connettori SC
• Cavi loose
adatti per installazioni in esterni(100 ) non dorsali
• Cavi slotted core
adatti per esterni (400f)
Nelle LAN vengono usati i cavi Tight per il cablaggio interno
e quelli Loose per i collegamenti esterni
Connettori per FO