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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

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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

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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.