Seção: Tutoriais Redes Opticas

 

 
Fibra Óptica II: Ângulo Crítico e Confinamento da Luz

 

Ângulo Crítico


Conforme podemos ver na figura 1, existe o chamado Ângulo Crítico θx, onde um Raio de Luz que incide sobre uma superfície nesse Ângulo, sofre um desvio, fazendo um Ângulo de 90° em relação a Normal e, portanto, não penetrando no outro meio.

 


Figura 4: Ângulo Crítico θx

 

Confinamento da Luz

 

Vamos voltar ao nosso exemplo prático, descrito anteriormente, onde temos um copo, parcialmente cheio de água, porém, sem o canudinho.

 

Consideremos a incidência de um Raio de Luz l1 do lado de fora desse copo, como mostra a figura 5, abaixo.

 


Figura 5: Refração da Luz


Dependendo do ângulo de incidência, bem como dos coeficientes de Reflexão, este Raio de Luz poderá fazer uma Reflexão na superfície da água, que se comportaria como se fosse um espelho, refletindo um Raio de Luz l2.

 

Vamos em seguida supor que, ao invés de um copo de água, tivéssemos uma superfície de vidro, em que as partes superior e também inferior fossem espelhadas, conforme mostra a a figura 6, abaixo.

 


Figura 6: Confinamento da Luz

 

Como podemos ver, o Raio de Luz entrante irá sofrer uma primeira reflexão, segundo um determinado ângulo, a seguir irá refletir novamente e assim sucessivamente.

 

Desta forma conseguimos confinar este raio de luz. fazendo com que este se propague ao longo do vidro.

 


Figura 7: Confinamento da Luz

 

Abertura Numérica

 

Define-se como Abertura Numérica (AN) o ângulo formado entre um eixo imaginário E, localizado no centro de uma Fibra Óptica, e um raio de luz incidente, de tal forma que este consiga sofrer a primeira reflexão, necessária para a luz se propagar ao longo da Fibra, conforme a figura 7, abaixo.

 

A Abertura Numérica (AN) pode ser calculada pela fórmula:

 

AN = sen θ

ou

 

AN = Raiz Quadrada (n12 - n22)

 

Note-se que os raios de Luz incidentes que não apresentam ângulos que satisfaçam a equação acima, não conseguirão sofrer as reflexões necessárias para a propagação ao longo da Fibra Óptica.

 

A figura 8s mostra que os raios de luz incidentes 1 e 2 não conseguem se propagar ao longo da Fibra, por não estarem dentro de uma figura geométrica, na forma de um cone, chamado de Cone de Aceitação referente a Abertura Numérica (AN).

 


Figura 8: Propação através do Cone de Aceitação

 

De maneira simplificada, podemos dizer que a Abertura Numérica de uma Fibra Óptica, traduz a capacidade desta Fibra em captar Luz.

 

 

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