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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
EN3703 - FOTNICA
EXPERIMENTO 01
ATENUAO EM FIBRAS PITICA
Diego Vinicius Drumond da Cruz
Joo
Lucas Andrade
Srgio Fabiano
Santo Andr
2015
http://engenhariaaeroespacial.ufabc.edu.br/old/disciplinas/EN3703.html
2
SUMRIO
1.INTRODUO ............................................................................................................................. 2
1.1.Fibra ptica Convencional .................................................................................................. 3
2.1.Atenuao ........................................................................................................................... 4
2.2. Atenuao com conexo .................................................................................................... 5
1.3.Objetivos ............................................................................................................................. 6
2.MATERIAIS .................................................................................................................................. 6
3.MTODOS ................................................................................................................................... 7
3.1. Determinao do coeficiente de atenuao .............................................................. 7
3.2.Determinao da atenuao da conexo tipo ST-ST .......................................................... 7
4.RESULTADOS .............................................................................................................................. 8
5.CONCLUSO ............................................................................................................................... 8
6.BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................. 8
1.INTRODUO
3
1.1.Fibra ptica Convencional
Fibra ptica o termo escolhido para designar um certo tipo de guias de onda
dieltricos. Trata-se de uma estrutura filamentar cilndrica. So constitudas
basicamente de um arranjo coaxial de dois vidros homogneos, no qual a parte central
(ncleo) possui um ndice de refrao ligeiramente maior que o da parte externa (casca).
Essa diferena de ndice normalmente feita pela dopagem do vidro do ncleo com
germnio ou fsforo[1].
Figura 1. Fibra ptica com um perfil de ndice de reflexo tipo degrau[1].
Segundo a literatura, o guiamento da luz na fibra ocorre sempre que esta incidir
na interface ncleo-casca com um ngulo maior que o ngulo crtico definido por:
Equao 01
onde e so os ndices de refrao da casca do ncleo respectivamente.
Assim sendo a ser guiado quando incidir na interface fibra-ar com um ngulo menor do
que o ngulo de aceitao, a como visto na figura 2.
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Figura 2. ngulo de aceitao de luz acoplada numa fibra ptica[1].
Este ngulo normalmente expresso em termos da abertura numrica, NA, dada por:
Equao 02
2.1.Atenuao
Ao percorrer a extenso da fibra, o pulso luminoso atenuado de tal forma que a
potencia transmitida da luz ser dada por:
Equao 03
Onde a constante de atenuao e L o comprimento da fibra e P0 a potencia inicial
do feixe luminoso. Normalmente a perda da fibra expressa em unidades de dB/km,
esta grandeza pode ser obtida desta forma:
Equao 04
Como a potencia gerada diretamente proporcional a tenso aplicada, podemos
escrever a equao 04 de tal maneira:
5
Equao 05
A atenuao da fibra ocorre devido a perdas do prprio material, impurezas e
imperfeies. A contribuio deste ltimos fatores pode ser minimizada no processo de
fabricao da fibra, porm a primeira uma caracterstica intrnseca a esta. Com
processos de produo cada vez mais eficientes, o limite de eficincia da transmisso da
luz destas est se aproximando. E a que entram as fibras fotnicas[1].
2.2. Atenuao com conexo
Figura 3. Ilustrao da Conexo entre fibras piticas
Por outro lado, quando existe uma emenda conectando os dois fios, a atenuao total
dada por:
Equao 06
onde - representa a atenuao devido conexo. Utilizando a definio de
atenuao e a equao (3), temos ento que:
Equao 07
que pode ser reescrito como:
6
Equao 08
ou
Equao 09
1.3.Objetivos
Este experimento estuda o coeficiente de atenuao de duas fibras pticas
convencionais, e a atenuao causada pela conexo do tipo ST-ST (trava baioneta).
2.MATERIAIS
Fonte de Alimentao ( );
de fibra ptica marcado com #1, Tipo da fibra: Plstica, com perfil de
ndice tipo degrau, Dimetro: 980/1000 (Ncleo/Casca), Abertura
Numrica: 0,46 e Atenuao: Tpica;
de fibra ptica marcado com #2, Tipo da fibra: Plstica, com perfil de
ndice tipo degrau, Dimetro: 980/1000 (Ncleo/Casca), Abertura
Numrica: 0,46 e Atenuao: Tpica;
Jumpers de conexo;
Adaptador do tipo ST-ST;
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Osciloscpio digital e uma ponta de prova, com fator de multiplicidade de 1x
na ponta de prova e na entrada do osciloscpio.
3.MTODOS
3.1. Determinao do coeficiente de atenuao
Conectar os jumpers nas posies J7c, J9b, J10b, J11. Esta configurao ser
responsvel pela aplicao de um sinal alternado (0/1) seja aplicado na entrada
do Digital Driver (TP-20);
Conectar o jumper da posio J12b. Esta conexo selecionar o LED de 660 nm;
Conectar o jumper na posio J15a. Essa configurao incluir o fotodiodo
(PD1) o qual possui comprimento de onda de 820 nm;
Ligue a unidade de alimentao do mdulo. O LED vermelho dever acender;
Remova o protetor plstico de uma das extremidades do cabo #1 e conecte-o ao
LED2. Em seguida, remova o protetor plstico da outra extremidade do cabo e
conecte ao fotodiodo;
Observe com auxlio do osciloscpio a forma de onda em , correspondente
tenso de sada do fotodetector (fotodiodo + circuito de operao). Utilize o
terminal jacar da ponta de prova conectando-o ao terra do mdulo;
Ajuste o potencimetro para obter o mximo valor de amplitude pico-a-pico
no osciloscpio (aps o incio do experimento a potncia deve ser mantida);
Mea a amplitude pico-a-pico da tenso da onda quadrada obtida;
Substitua o cabo 1 pelo cabo 2 e mea a amplitude da tenso em TP23.
3.2.Determinao da atenuao da conexo tipo ST-ST
Conecte as extremidades do cabo #1 e #2 atravs da conexo tipo ST-ST;
Observe, com auxlio do osciloscpio, a forma de onda em ,
correspondente tenso de sada do fotodetector (fotodiodo + circuito de
operao). Use o terminal jacar com o terra do mdulo;
Mea, atravs do osciloscpio, a amplitude pico-a-pico da tenso da onda
quadrada obtida.
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4.RESULTADOS
Tabela 1.Tenses medidas atravs do comprimento de onda nominal de 660 nm
283 237 151
Tabela 2. Tenses medidas atravs do comprimento de onda nominal de 820 nm
189 35,8
Tabela 3. Coeficientes de atenuao calculados para 660 nm e 820 nm
Comprimento da onda 660 nm
820 nm
5.CONCLUSO
6.BIBLIOGRAFIA
[1]Almeida, D. B., Eficincia de Fibras piticas Fotnicas comparada com Fibras
piticas Convencionais, Universidade Estadual de Campinas , 2005.
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