- Uma fibra óptica com perfil de índice tipo degrau tem índices do núcleo
e da casca
. O diâmetro do núcleo é de
. Calcule o comprimento de onda de corte no vácuo (
), tal que para
somente um modo guiado existe na fibra.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem uma fibra óptica de índice degrau com núcleo de índice
e casca de índice
. O diâmetro do núcleo é
. A pergunta é: qual é o comprimento de onda de corte
no vácuo, tal que para
ela opere no modo único?
Conteúdo: teoria de modos em fibra óptica, número de guia (parâmetro ) e condição de modo único. Vamos precisar da fórmula do parâmetro
e da sua condição de corte (
).
Conteúdo: teoria de modos em fibra óptica, número de guia (parâmetro
Passo 2
Primeiro, o que é esse tal de parâmetro
?
O (ou número de guia) mede quantos modos a fibra consegue suportar. A gente calcula:
O
onde
-
é o raio do núcleo (metade do diâmetro), -
é o comprimento de onda no vácuo, -
e são os índices do núcleo e da casca.
Para existir só um modo (modo fundamental LP
), a condição é
Passo 3
A gente quer a
tal que, quando
, a fibra está bem no limite para modo único. Então basta isolar
nessa igualdade:
Passo 4
Agora, bora botar os números:
-
, -
, -
, -
.
Substituindo: