A
fibra óptica é um meio de propagação da luz composto de um núcleo (por onde
passa a luz) e de uma casca (camada que reveste o núcleo),
concêntricos entre si, com índices de refração distintos, mas bem
próximos.
A fibra óptica (núcleo e casca) ainda é protegida por uma capa
(revestimento primário). A depender da aplicação, o diâmetro do
núcleo pode chegar a ordem de grandeza de um micrômetro (10-6
m),
algo menor que o diâmetro de um fio de cabelo.
A
produção das fibras ópticas de sílica parte da elaboração de uma matriz/preforma de sílica (SiO2)
pura, dopada no interior – através de um processo de deposição - com um material que altera o índice de refração
da sílica e sua perda óptica. Entre os elementos dopantes estão:
GeO2,
P2O5,
B2O3,
F, TiO2,
Al2O3
etc.
A
preforma é então aquecida e estirada, num maquinário chamado de
torre de estiramento, até o diâmetro final especificado,
transformando-se em fibra óptica de sílica (núcleo de sílica
dopada e casca de sílica pura), mantendo suas características de
índice de refração, de modo a permitir a propagação
da luz na fibra (que geralmente opera em janelas da região espectral
do infravermelho)
e
a diminuir a atenuação - perda de energia óptica por unidade de
comprimento, em dB/Km,
devida ao espalhamento, absorção e à dispersão da luz incidente
na fibra óptica e à curvatura da fibra.
Ainda
durante a fase de estiramento, a fibra é protegida com o
revestimento primário e daí então passa para a fase de formação
do cabo de fibras ópticas revestidas.
Na
transmissão de luz por fibra óptica o sinal/pulso de luz propaga-se
no interior do núcleo da fibra por reflexões totais sucessivas. A reflexão total da luz acontece quando ela
passa de um meio mais denso para um meio menos denso, com um ângulo
de incidência maior que o chamado ângulo crítico ou limite (ângulo
de incidência que corresponde a um ângulo de refração igual a
90o).
Para
ângulos de incidência maiores que o ângulo limite da
fibra óptica,
o raio de luz incidente na interface núcleo-casca, do meio mais
refringente (núcleo)
para o meio menos refringente (casca), é refletido para o interior do núcleo da fibra.
Fábio Pena - IFBA
