Por que utilizaríamos fibras ópticas em um projeto? Quando decidir se o cabo a ser utilizado no projeto será óptico? Qual o tipo de fibra escolher?
Para responder a essas e outras perguntas, vamos falar um pouco sobre os princípios de funcionamento das fibras, da Óptica na Física, detalhes construtivos, testes e outros aspectos deste mundo fascinante. Onde a luz, que “carrega” milhões de informações, passa através de um caminho cujo diâmetro é menor que o diâmetro de um fio de cabelo!
Neste artigo, vamos abordar a base de transmissão óptica de uma forma bem simples.
Inicialmente, vamos entender o que é um circuito óptico genérico. Veja a figura a seguir:
Um sistema de comunicação óptica é composto, basicamente, de três etapas:
- Bloco transmissor
- Meio físico
- Bloco receptor
No bloco transmissor há a conversão de um sinal elétrico de entrada em sinal óptico, momento onde gera-se um determinado nível de ruído em função do processamento eletrônico. Este ruído gerado é somado ao sinal de entrada e transmitido até a outra extremidade, quando o sinal atinge o seu destino, o bloco receptor. Na recepção, o sistema faz a regeneração do sinal que não está mais “puro”, atenuado e distorcido em fase, transformando o sinal óptico em elétrico novamente.
No caminho entre conversões elétricas e ópticas existe a fibra óptica, o meio físico a ser que iremos verificar a seguir.
Noções Básicas da Física Óptica
Para compreender o funcionamento das fibras, temos que recorrer à Física. Veremos importantes conceitos como: luz, meios de propagação da luz, reflexão e refração, velocidade da luz e Lei de Snell.
- A Luz
A luz pode ser interpretada como partículas ou, em outras circunstâncias, como ondas de energia. Devido à sua altíssima velocidade de propagação, podem ser denominadas como fóton, entretanto, como apresentam massa nula ao final do movimento, os fótons podem ser classificados como não-existentes! Por outro lado, seus efeitos podem ser medidos e observados.
A luz consegue viajar através do espaço por longas distâncias e se um feixe de luz (onda) cruza com outro nada acontece, cada um segue o seu caminho. Se a luz, nesse caso, fosse interpretada como partículas, o resultado seria outro devido aos choques físicos entre elas.
Ao final desta filosófica colocação dos físicos de plantão, a luz é, em geral, tratada como um pacotinho de energia, ou como ondas eletromagnéticas, e neste caso, é o que nos interessa.
Vamos deixar claro que a interpretação de luz vai depender da situação, pois a interferência entre feixes luminosos é possível e, desta forma, a teoria das partículas se aplicaria melhor. Portanto, não se pode generalizar que a luz é partícula ou onda. Lembre-se disso! Mas, neste caso utilizaremos a interpretação de ondas.
- Ondas Eletromagnéticas
As ondas eletromagnéticas envolvem a propagação de ondas com campos elétricos e magnéticos pelo espaço à velocidade próxima de 300.000 km/s no vácuo. Cada onda eletromagnética é definida em função de seu comprimento de onda e sua frequência, e são batizadas conforme seus comportamentos físicos nessas grandezas citadas. Exemplos: raios X, raios Gama, luz visível, micro-ondas dentre outras. Veja abaixo um resumo do espectro eletromagnético:
Observação: O olho humano observa a luz com comprimentos de onda entre 400 e 700 nm.
No próximo artigo darei continuidade a este assunto abordando outros detalhes importantes sobre as fibras ópticas.
