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Por que se diz que diferentes “cores” de luz viajam em velocidades diferentes? Isso faz com que o sinal se “espalhe” ou fique embaçado?
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A dispersão em fibras ópticas é um fenômeno físico onde um sinal óptico se alarga no tempo à medida que viaja ao longo da fibra. Isso acontece porque diferentes componentes do sinal de luz (diferentes comprimentos de onda ou “cores”) viajam em velocidades diferentes.
Por que “cores” diferentes viajam em velocidades diferentes
A velocidade da luz em uma fibra óptica é determinada pelo índice de refração (n) do material de vidro (v = c/n). Em fibras ópticas, o índice de refração não é uma constante; ele varia ligeiramente dependendo do comprimento de onda (cor) da luz. Isso é conhecido como Dispersão de Material.
Como um sinal óptico típico não é um único comprimento de onda infinitamente fino, mas sim um pulso contendo um espectro estreito de comprimentos de onda, cada parte desse espectro “vê” um índice de refração diferente e, portanto, viaja a uma velocidade ligeiramente diferente.
Isso faz com que o sinal “se espalhe” ou fique borrado?
Sim, exatamente. Esse efeito é conhecido como Alargamento de Pulso.
- Na Entrada: Você começa com um pulso digital nítido e bem definido (representando um “1” nos dados).
- Durante a Transmissão: Como as “cores” mais rápidas chegam ao final da fibra antes das “cores” mais lentas, o pulso começa a se esticar.
- Na Saída: O pulso nítido se “espalhou” ou “borrou”.
Se a dispersão for alta o suficiente ou a fibra for longa o suficiente, a cauda de um pulso se sobreporá ao início do próximo pulso. Isso é chamado de Interferência Entre Símbolos (ISI), que leva a erros nos dados e limita a largura de banda máxima e a distância de transmissão do sistema de fibra óptica.
Dispersão na Tecnologia FBG
No contexto das Grade de Bragg em Fibra (FBG), a dispersão pode ser controlada com precisão. Por exemplo, as Grades de Bragg em Fibra Chirped (CFBG) são projetadas especificamente para ter um perfil de índice de refração que varia ao longo do comprimento da grade. Isso permite que elas reflitam comprimentos de onda diferentes em pontos diferentes, agindo efetivamente como um “compensador” para corrigir o espalhamento do pulso causado pela fibra.
A DCYS (OFSCN®) utiliza tecnologias avançadas de escrita de grade para garantir alta integridade de sinal em aplicações de sensoriamento. Você pode encontrar mais detalhes técnicos sobre as características de FBG aqui:
Grade de Bragg em Fibra (FBG) - Princípio e Tecnologia
Estrutura FBG padrão para sensoriamento:
