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Chignoli Paolo 5^Din
Supponendo che la luce provenga dal vuoto, l’angolo d’incidenza è legato a quello di rifrazione dalla legge di Snel:
sin sin
L’angolo , per far si che il segnale si propaghi nella fibra, deve essere maggiore dell’angolo limite. Supponendo che
sia l’angolo d’incidenza per il quale l’onda rifratta nel nucleo incida sull’interfaccia nucleo-mantello secondo un
angolo pari a quello limite. Nel caso l’onda sarà trasmessa per riflessioni successive.
è quindi l’angolo massimo di propagazione, e cioè l’angolo massimo per cui il raggio verrà propagato poiché il
suo angolo di incidenza sull’interfaccia nucleo-mantello sarà minore dell’angolo limite.
APERTURA NUMERICA
sin NA deve essere un valore più grande possibile poiché maggiore è NA migliore è la fibra ottica in quanto accetta un
cono più ampio di raggi che possono essere trasmessi per riflessioni successive.
Attraverso la legge di Snell possiamo calcolare NA in base a :
sin
Quindi per avere un NA elevato .
Se il nucleo e mantello hanno lo stesso indice di rifrazione, è uguale a zero e quindi la fibra accetta solamente
radiazioni con direzione coincidente con l’asse della fibra stessa.
MODI DI PROPAGAZIONE
2
D = Diametro del nucleo
M è un numero intero che deve essere sempre approssimato per difetto. Indica i diversi possibili modi di propagazione
delle radiazioni in una fibra ottica.
Al crescere dell’apertura numerica, e quindi del cono delle frequenze accettate, assistiamo all’aumentare del
numero di modi di propagazione. Se M è pari a uno la fibra si dice monomodale, mentre se è maggiore di 1 allora si
dice multimodale.
DISPERSIONE MODALE
Nel caso di una fibra multimodale, immettendo contemporaneamente due impulsi, uno con angolo 0° e l’altro con
angolo , in uscita otterremo un allargamento ed uno smussamento. Questo è dovuto al fatto che non tutti i modi di
propagazione percorrono la stessa distanza.
La dispersione modale è, dunque, la differenza ∆ di tempi che intercorre tra il segnale che percorre il percorso più
veloce e quello più lento, e fa si che gli impulsi in uscita si trovino allargati rispetto a com’erano in ingresso.
∆
Per ridurre la dispersione modale quindi bisogna fare si che . È necessario trovare un compromesso tra
un’elevata apertura numerica ( ) e una bassa dispersione modale ( ). Per risolvere il problema della dispersione modale sono state create le fibre ottiche a indice graduale, che hanno un
coefficiente di rifrazione massimo nell’asse della fibra.
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