- Considere uma fibra óptica multimodo de comprimento
, com perfil de índice tipo degrau, índice do núcleo
e índice da casca
.
(a) Dado um pulso óptico na entrada, calcule o alargamento temporal (
) do pulso na saída. Sugestão: Calcule o tempo (
) de propagação do pulso no modo fundamental. Em seguida, calcule o tempo (
) de propagação no modo de ordem mais alta possível. O alargamento temporal
.
(b) Considerando que dois pulsos ópticos consecutivos devem estar separados no tempo de pelo menos
para serem lidos na saída, calcule o taxa temporal máxima de pulsos (Bits/segundo, onde cada pulso representa um Bit) que pode ser transmitida através dessa fibra.
(a) Dado um pulso óptico na entrada, calcule o alargamento temporal (
(b) Considerando que dois pulsos ópticos consecutivos devem estar separados no tempo de pelo menos
Passo 1
Beleza, temos uma fibra óptica multimodo de índice degrau com comprimento
, índice do núcleo
e da casca
.
Conteúdo: dispersão modal em fibras multimodo (diferença de tempo de chegada entre o modo fundamental e o modo de maior ângulo).
O que precisamos:
Conteúdo: dispersão modal em fibras multimodo (diferença de tempo de chegada entre o modo fundamental e o modo de maior ângulo).
O que precisamos:
- Velocidade da luz no meio (
). - Tempo de propagação para o modo fundamental
. - Tempo de propagação do modo mais “esticado”
. - Alargamento
. - Taxa máxima de pulsos
.
Passo 2
Teoria básica envolvida:
- Num meio com índice
, a velocidade da luz é . - O modo fundamental (raio reto) anda na fibra com velocidade
e percorre exatamente . - O modo de maior ângulo faz zig-zag e anda uma distância maior: efetivamente ele caminha
, onde é o maior ângulo admitido (crítico). - O tempo do modo mais lento é
. - No caso de índice degrau,
.
Passo 3
Calcular
:
Colocando números (
,
):
Passo 4
Calcular
:
Numérico:
Então o alargamento
é
Passo 5
Para ler dois pulsos sem sobreposição, eles precisam estar separados por pelo menos
.
Logo a taxa máxima de pulsos (bits/s) é
Logo a taxa máxima de pulsos (bits/s) é
Resposta
Alargamento temporal
Taxa máxima de transmissão .
Taxa máxima de transmissão