Definició de fibra d'índex esglaonat
Definició: Una fibra d'índex esglaonat és un tipus de fibra òptica classificada basant-se en la seva distribució d'índex de refracció. Com a guia d'ones òptiques, presenta un índex de refracció constant dins del nucli i un altre índex de refracció constant dins de la cladding. Notablement, l'índex de refracció del nucli és lleugerament més alt que el de la cladding, amb un canvi súbit que ocorre a la interfície nucli-cladding—d'on deriva el terme "índex esglaonat."
El perfil d'índex de refracció d'una fibra d'índex esglaonat es il·lustra a la figura següent:
Propagació en Fibres d'Índex Esglaonat
Quan un raig de llum propaga a través d'una fibra òptica d'índex esglaonat, segueix un camí zigzag format per línies rectes, un fenomen habilitat per la reflexió interna total a la interfície nucli-cladding.
Matemàticament, el perfil d'índex de refracció d'una fibra d'índex esglaonat es expressa com:
a és el radi del nucli; r és la distància radial
Modes de la fibra d'índex esglaonat
Fibra Única de Mode d'Índex Esglaonat
En una fibra única de mode d'índex esglaonat, el diàmetre del nucli és tan extremadament petit que només permet un sol mode de propagació, volent dir que només un sol raig de llum viatja a través de la fibra. Aquesta característica única elimina la distorsió causada per les diferències de retard entre múltiples raigs.
La propagació d'un raig de llum a través d'una fibra única de mode d'índex esglaonat es il·lustra a la figura següent:
Característiques de la Fibra Única de Mode d'Índex Esglaonat
El diàmetre del nucli aquí és notablement estret, permetent només un sol mode de propagació a través de la fibra. Normalment, la mida del nucli varia entre 2 i 15 microns.
Fibra Multimode d'Índex Esglaonat
En les fibres multimode d'índex esglaonat, el diàmetre del nucli és prou gran per permetre múltiples modes de propagació, volent dir que diversos raigs de llum poden viatjar a través de la fibra simultàniament. Tanmateix, aquesta propagació simultània de múltiples raigs causa distorsió deguda a les diferències en els seus retards de propagació.
La propagació de raigs de llum a través d'una fibra multimode d'índex esglaonat es mostra a la figura següent:
Característiques del Nucli de la Fibra Multimode
La figura anterior il·lustra clarament que el diàmetre del nucli és prou gran per permetre múltiples camins de propagació. Normalment, la mida del nucli varia entre 50 i 1000 microns.
Variació de l'Índex de Refracció en Fibres d'Índex Esglaonat
Cal tenir en compte que el perfil d'índex de refracció de les fibres d'índex esglaonat es caracteritza per:
Font de Llum i Característiques de les Fibres d'Índex Esglaonat
Els diodes emissor de llum (LED) són les fonts de llum principals utilitzades en aquestes fibres.
Avantatges de les Fibres d'Índex Esglaonat
Desavantatges de les Fibres d'Índex Esglaonat
Aplicacions de les Fibres d'Índex Esglaonat
Les fibres d'índex esglaonat s'apliquen principalment en les connexions de xarxes locals (LAN). Això és degut a que la seva capacitat de transmissió d'informació és inferior a la de les fibres d'índex gradient.
