C.N. Gheorghe Sincai

Fibra optica si aplicatiile sale

Clasa a XII a H

Almajan Teodora-LiviaGrigorescu FlorentinaMusetescu GabrielVoicu Corina

Profesor coordonator Barnoschi Adriana

2015

Cuprins

Cuprins..............................................2

Obiectivele proiectului.................3

Istoric..................................................4

Principiul de functionare.............6

Tipuri de fibre optice.....................8

Utilizari.............................................11

Mecanisme de atenuare..............14

Bibliografie......................................18

Proiectul

Scurta descriere

Fibra opticeste ofibr de sticlsauplasticcare transporta luminde-a lungul su. Fibrele optice sunt folosite pe scar larg n domeniul telecomunicaiilor, unde permit transmisii pe distane mai mari i lalrgimi de bandmai mari dect alte medii de comunicaie. Fibrele sunt utilizate n locul cablurilor de metal deoarece semnalul este transmis cupierderimai mici, i deoarece sunt imune lainterferene electromagnetice. Fibrele optice sunt utilizate i pentru iluminat i transport imagine, permind astfel vizualizarea n zone nguste. Unele fibre optice proiectate special sunt utilizate n diverse alte aplicaii, inclusivsenzorii laseri.

Obiectivele proiectului:

Imbogatirea culturii generale

Utilizarea informatiei accesate la alte materii scolare: fizica, chimie

Ameliorarea capacitatilor de utilizare a computerului si a programelor folosite

Realizarea unui proiect in format electronic

Colaborarea si adaptarea la o planificare a timpului necesar realizarii proiectului

Istoric

Tehnologia fibrelor optice, dei devenit omniprezent doar n lumea modern, este una simpl i relativ veche. Ghidarea luminii prin reflexii repetate, principiul care st la baza fibrelor optice, a fost demonstrat pentru prima oar deDaniel ColladoniJacques Babinetla Paris la nceputul anilor 1840.John Tyndalla inclus o demonstraie a acesteia n cursurile sale publice de la Londra un deceniu mai trziu. Tyndall a scris i despre proprietatea dereflexie intern totalntr-o carte introductiv despre natura luminii, n 1870: Cnd lumina trece din aer n ap, raza refractat este ntoarsnspreperpendicular... Cnd raza trece din ap n aer, ea este intoarsa dinspre perpendiculara. Dac unghiul fcut de raza din ap cu perpendiculara la suprafa este mai mare de 48 de grade, raza nu va mai iei deloc din ap: ea va fitotalmente reflectatla suprafa.... Unghiul ce marcheaz limita la care reflexia total ncepe se numete unghi limit al mediului. Pentru ap, acest unghi este de 4827', pentrusticl flint, este de 3841', iar pentru diamant, este de 2342'.

Aplicaiile practice, cum ar fi iluminarea de aproape n stomatologie, au aprut la nceputul secolului al XX-lea. Transmisia imaginii prin tuburi a fost demonstrat independent deClarence Hanselli de pionierul televiziuniiJohn Logie Bairdn anii 1920. Principiul a fost utilizat pentru examinri medicale interne deHeinrich Lammn deceniul imediat urmtor. n 1952, fizicianulNarinder Singh Kapanya efectuat experimente ce au condus la inventarea fibrei optice. Fibra optic modern, n care fibra de sticl este nvelit cu un strat transparent pentru a-i oferi unindice de refraciemai potrivit, a aprut n acelai deceniu.Dezvoltarea s-a concentrat apoi pe transmiterea de imagini prin snopuri de fibr. Primulgastroscopsemiflexibil cu fibr optic a fost patentat deBasil Hirschowitz, C. Wilbur Peters, i Lawrence E. Curtiss, cercettori de laUniversitatea Michigan, n 1956. n procesul de dezvoltare a gastroscopului, Curtiss a produs primele fibre nvelite n sticl; fibrele optice anterioare se bazau pe aer sau pe uleiuri i diverse tipuri de cear ca material de nvelire cu indice de refracie mic.

Jun-ichi Nishizawa, un om de tiin japonez de laUniversitatea Tohoku, a fost primul care a propus utilizarea fibrei optice n telecomunicaii n 1963.Nishizawa a inventat alte tehnologii ce au contribuit la dezvoltarea comunicaiilor prin fibr optic.Nishizawa a inventat fibra optic cu indice de refracie gradat n 1964 pentru a servi drept canal de transmisie a luminii de la laserii cu semiconductor pe distane lungi cu pierderi mici.

n 1965,Charles K. Kaoi George A. Hockham de la compania britanicStandard Telephones and Cables(STC) au fost primii care au promovat ideea catenuarean fibra optic poate fi redus sub pragul de 20decibelipekilometru(dB/km), permind utilizarea fibrelor optice ca mediu practic de telecomunicaii.Ei au artat c atenuarea din fibra optic disponibil la acea vreme este cauzat de impuriti care pot fi nlturate, i nu de fenomene fizice fundamentale, cum ar fi mprtierea. Aceast descoperire i-a adus lui KaoPremiul Nobel pentru Fizicn 2009.

Nivelul crucial de atenuare de 20dB/km a fost atins pentru prima oar n 1970, de cercettoriiRobert D. Maurer,Donald Keck,Peter C. Schultzi Frank Zimar de la fabricantul american de sticl Corning Glass Works, denumit astziCorning Incorporated. Ei au realizat o fibr cu atenuare de 17dB/km prindopareasticlei de silicat cutitan. Civa ani mai trziu, ei au produs o fibr cu doar 4dB/km atenuare cudioxid de germaniuca dopant pentru miez. Asemenea atenuri mici au deschis calea comunicaiilor prin fibr optic i Internetului. n 1981,General Electrica produs longouri de cuar ce putea fi tras n fire de fibr optic de 40km lungime.

Atenuarea din cablurile moderne de fibr optic este cu mult mai mic dect n cablurile electrice de cupru, ducnd la conexiuni de fibr optic cu distane ntre repetoare de 70150km. Amplificatorul de fibr optic dopat cu erbiu, care a redus costul sistemelor de comunicaii prin fibr optic pe distane mari prin reducerea i, n multe cazuri, eliminarea total a necesitii repetoarelor optic-electric-optic, a fost dezvoltat de mai multe echipe conduse deDavid N. Paynede laUniversitatea Southampton, i deEmmanuel Desurvirede laLaboratoarele Belln 1986. Fibra optic mai robust folosit astzi se are att miezul ct i teaca din sticl, suferind astfel mai puin de pe urma trecerii timpului. Ea a fost inventat de Gerhard Bernsee n 1973 laSchott AGn Germania.

n 1991, studiile n domeniul cristalelor fotonice a dus la dezvoltarea fibrei optice cu cristal fotoniccare ghideaz lumina prin difracie ntr-o structur periodic, i nu prin reflexie intern total. Prima fibr din cristal fotonic a devenit disponibil pe pia n 2000.Fibra din cristal fotonic poate fi proiectat s transfere putere mai mult dect fibra convenional, iar proprietile dependente de lungimea de und pot fi manipulate pentru a mbunti performanele fibrei n anumite aplicaii.

Principiul de functionare

O fibr optic este unghid de unddielectriccilindric ce transmite lumina de-a lungul axei sale, prin procesul dereflexie intern total. Fibra const dintr-un mieznconjurat de un strat de substan (teac). Pentru a pstra semnalul optic n miez,indicele de refracieal miezului trebuie s fie mai mare dect cel al tecii. Limita dintre miez i teac poate fi fie abrupt, n fibra cu salt de indice, fie gradat, n fibra cu indice gradat.

a. Indicele de refractie

Indicele de refracie este o msur a vitezei luminii printr-un material. Viteza de deplasare a luminii n vid este de 300 de milioane de metri pe secund. Indicele de refracie al unui mediu se calculeaz mprind viteza luminii n vid la viteza luminii n mediul respectiv. Deci, prin definiie, indicele de refracie al vidului este 1. Valoarea tipic pentru teaca unei fibre optice este 1.46. Valoarea miezului este de regul 1,48. Cu ct este mai mare indicele de refracie, cu att mai ncet se propag lumina prin mediu. Semnalul din fibra optic va cltori, astfel, cu o vitez de aproximativ 200 de milioane de metri pe secund, propagndu-se astfel la 1000 de kilometri distan n decurs de 5 milisecunde. Astfel, un apel telefonic transportat pe fibr optic ntre Sydney i New York, pe o distan de 12000 kilometri va avea o ntrziere minim absolut de 60 de milisecunde (o aisprezecime de secund) ntre momentul cnd un interlocutor vorbete i cellalt aude (desigur, ruta urmat de apel nu va fi cea mai scurt, i n plus mai apar ntrzieri din cauza comutaiei echipamentului de comunicaie i prin procesul de codificare i decodificare a vocii).

b. Reflexia intern total

Cnd lumina trece printr-un mediu dens i ntlnete o limit de demarcaie cu unghi abrupt (mai mare dect unghiul critic al suprafeei), lumina va fi reflectat n ntregime. Efectul este folosit n fibra optic pentru a pstra lumina n miez. Lumina se deplaseaz prin fibr reflectndu-se de o parte i de alta a limitei cu teaca. Deoarece lumina trebuie s loveasc limita de demarcaie la un unghi mai mare dect cel critic, doar lumina care intr n fibr ntr-o anumit gam de unghiuri poate traversa fibra fr a iei din ea. Aceast gam de unghiuri se numetecon de acceptanal fibrei. Dimensiunile conului de acceptan depind de diferena de indice de refracie ntre miez i teac.

n termeni simpli, exist un unghi maxim fa de axa fibrei sub care lumina poate intra n fibr astfel nct s se propage prin miez.Sinusulacestui unghi maxim estedeschiderea numerica fibrei. Fibra cu deschidere numeric mare necesit mai puin precizie la tiere i la lucru dect cea cu deschidere mic. Fibra monomodal are deschidere numeric mic.

Tipuri de fibre optice

1. Fibra multimodal

Fibra optic cu diametru mare al miezului (mai mare de 10micrometri) poate fi analizat cu ajutorul opticii geometrice. Aceast fibr se numetefibr multimod. ntr-o fibr optic multimod cu salt de indice, razele de lumin sunt conduse de-a lungul miezului fibrei prin reflexie intern total. Razele ce ajung la suprafaa de contact miez-teac cu unghi mare (relativ la normala la suprafa), mai mare dectunghiul critical acestei suprafee, sunt complet reflectate. Unghiul critic (unghiul minim pentru reflexia intern total) este determinat de diferena ntre indicele de refracie al miezului i cel al tecii. Razele care ajung la suprafaa de separare sub un unghi mic sunt refractate din miez n teac, i deci nu transmit lumina (i deci informaia) de-a lungul fibrei. Unghiul critic determin unghiul de acceptan al fibrei, adesea dat caapertur numeric. O apertur numeric mare permite luminii s se propage de-a lungul fibrei att n raze apropiate de ax, ct i n raze la diferite unghiuri. Aceast apertur numeric mare crete, ns, cantitatea dedispersie, ntruct razele la unghiuri diferite audrumuri opticediferite i parcurg fibra n durate de timp diferite. O apertur numeric mic ar fi, astfel, de dorit.

n fibra cu indice gradat, indicele de refracie al miezului scade treptat de la ax la teac. Aceasta face razele de lumin s se ndoaie uor pe msur ce se apropie de teac, n loc s se reflecte abrupt la suprafaa de contact miez-teac. Drumurile curbate astfel reduc dispersia multici deoarece razele cu unghi mare trec mai mult prin zonele periferice ale miezului, cu indice de refracie mic, i nu prin centrul cu indice de refracie mare. Profilul indicelui de refracie este ales pentru a minimiza diferena de vitez de propagare a diverselor raze din fibr. Profilul ideal este foarte apropiat de o relaieparabolicntre indicele de refracie i distana fa de ax.

2. Fibra monomodal

Fibrele optice cu un diametru al miezului mai mic dect de zece orilungimea de unda luminii propagate nu pot fi modelate cu ajutorul opticii geometrice. Trebuie, n schimb, s se analizeze structura saelectromagnetic, prin rezolvareaecuaiilor lui Maxwellreduse la ecuatia. Analiza electromagnetic ar putea fi necesar i pentru a nelege comportamente ce au loc atunci cnd luminacoerentse propag printr-o fibr multimodal. Ca ghid de und optic, fibra suport unul sau mai multe moduri de traversare prin care lumina se poate propaga prin fibr. Fibra ce susine doar un mod se numete fibrmonomodalsau monomod. Comportamentul fibrei multimodale poate fi i el modelat cu ajutorul ecuaiei undei electromagnetice, ceea ce arat c o astfel de fibr suport mai multe moduri de propagare. Rezultatul modelrii fibrelor multimodale cu optic electromagnetic se apropie de prediciile opticii geometrice, dac fibra este suficient de mare i suport un numr mare de moduri.

Analiza ghidului de und arat c energia luminii n fibr nu este complet pstrat n miez. n schimb, mai ales la fibra monomodal, o fraciune semnificativ de energie se transfer tecii sub form deunde evanescente.

Cel mai frecvent folosit tip de fibr monomodal are un diametru al miezului de 810 micrometri i este gndit pentru a fi utilizat la lungimi de und vizibile apropiate de infrarou. Structura modului depinde de lungimea de und a luminii folosite, astfel c aceast fibr suport de fapt un numr mic de moduri adiionale la lungimi de und vizibile. Fibra multimodal, prin comparaie, este produs cu diametru al miezului de la 50 micrometri pn la cteva sute de micrometri.Frecvena normalizatVpentru aceast fibr ar trebui s fie mai mic dect primul zero alfunciei BesselJ0(aproximativ 2,405).

3. Fibre optice speciale

Se produc i unele fibre optice speciale cu miez necilindric sau/i cu teac necilindric, de regul cu seciune transversal eliptic sau dreptunghiular. Aceste fibre sunt proiectate astfel pentru a pstra polarizarea luminii, de exemplu.

Fibra din cristal fotonic este realizat cu un ablon regulat de variaie a indicelui de refracie (adesea n form de guri cilindrice care merg de-a lungul lungimii fibrei). Astfel de fibre folosesc efectele dedifracien loc de (sau pe lng) reflexia intern total, pentru a pstra lumina n miezul fibrei. Proprietile fibrei pot fi modificate ntr-o varietate larg de aplicaii.

Aplicatii

Telecomunicatii prin fibr optic

Fibra optic poate fi utilizat ca mediu de telecomunicaii ireeledeoarece este flexibil i poate fi strns n cabluri. Este deosebit de avantajoas pentru comunicaii pe distane mari, deoarece lumina se propag prin fibr cu atenuare mic n comparaie cu cablurile electrice. Aceasta permite acoperirea de distane mari cu doar cteva repetoare. n plus, semnalele luminoase propagate n fibr pe fiecare canal pot fi modulate la viteze de pn la 111gigabii pe secund.Fiecare fibr poate transmite mai multe canale independente, fiecare folosind o alt lungime de und a luminii (multiplexare cu diviziune a lungimii de und). Rata de transfer net (fr octei de overhead) este rata de transfer efectiv de date nmulit cu numrul de canale (de regul n numr de pn la 80 pentru sistemele cu multiplexare dens n lungimea de und la nivelul anului 2008). Recordul de transmisie prin fibr optic n laborator este deinut de Laboratoarele Bell Labs din Villarceaux, Frana, cu multiplexarea a 155 canale, fiecare de cte 100 Gbps pe o fibr de 7000km.

Pe distane scurte, cum ar fi reeaua unei cldiri, fibra optic economisete spaiu n conductele de cablu deoarece o singur fibr poate transporta mai multe date dect un singur cablu electric. Fibra este imun i la interferenele electrice; nu existcross-talkntre semnalele de pe cabluri diferite i fibra optic nu culege zgomote electromagnetice din mediu. Cablurile de fibr optic nu conduc electricitate, aceasta fiind o bun soluie pentru protejarea echipamentelor de comunicaii aflate n medii denalt tensiunecum ar fi centralele electrice, sau structurile metalice de comunicaii vulnerabile la trsnet. Ele pot fi utilizate i n medii n care sunt prezente gaze inflamabile, fr pericol de explozie. Interceptarea comunicaiilor este mai dificil prin comparaie cu conexiunile electrice, i exist fibre cu miez dublu concentric care fac interceptarea i mai dificil.

Desi fibra optic se poate face din plastic transparent, sticl, sau o combinaie de cele dou, fibrele optice utilizate n telecomunicaii pe distane mari sunt ntotdeauna din sticl, din cauza atenurii optice mai mici. Att fibrele multimodale ct i cele monomodale sunt utilizate n telecomunicaii, cea multimodal fiind folosit pentru distane mici, de pn la 550m, iar cea monomodal la legturi pe distane mari. Din cauza toleranelor mai mici necesare pentru cuplarea luminii ntre fibrele monomodale (cu diametrul miezului de aproximativ 10 micrometri), transmitoarele, receptoarele, amplificatoarele i alte componente monomodale sunt n general mai costisitoare dect cele multimodale.

Senzori cu fibr optic

n unele aplicaii, se folosesc senzori care sunt ei nii fibre optice. n alte cazuri, fibra optic este utilizat pentru a conecta un senzor cu sistemul de msurare. n funcie de aplicaie, fibra optic se poate folosi deoarece este mic, sau pentru c n punctul ndeprtat de msurare nu exist energie electric, sau pentru c astfel se pot multiplexa mai muli senzori pe lungimea unei singure fibre prin folosirea de lungimi de und diferite pe fiecare senzor, sau prin detectarea ntrzierii suferite de lumin la trecerea prin fiecare senzor.

Fibra optic se poate utiliza ca senzor de msurare a tensiunii,temperaturii,presiuniii a altor cantiti prin modificarea fibrei astfel nct cantitatea de msurat s moduleze intensitatea, faza, polarizarea, lungimea de undsau durata de trecere a luminii. Senzorii care pot varia intensitatea luminii sunt cei mai simpli, deoarece sunt necesare doar o surs i un detector.Senzorii extrinseci utilizeaz un cablu de fibr optic, n mod normal multimodal, pentru a transmite luminmodulatfie de la un senzor de alt tip, fie de la un senzor electronic conectat la un transmitor optic. Un beneficiu major al senzorilor extrinseci este abilitatea lor de a ajunge n locuri altfel inaccesibile. Un exemplu l constituie msurarea temperaturii din interiorulmotoarelor cu reaciealeavioanelorcu ajutorul unei fibre care transmite radiaii ntr-un pirometru aflat n afara motorului. Senzorii extrinseci pot fi utilizai n acelai fel pentru a msura temperatura intern atransformatoarelor electrice, undecmpurile electromagneticeprezente fac imposibile alte tehnici de msurare. Senzorii extrinseci msoar i vibraii, rotaii, deplasri, viteze, acceleraii, momente ale forelor i tensiuni mecanice.

Alte utilizri

Unfrisbeeiluminat cu fibr opticFibra optic este folosit i n iluminat, caghid de luminn aplicaii medicale i nu numai, n care este nevoie de lumin puternic pe un punct ascuns. n unele cldiri, fibra optic este utilizat pentru a direciona lumina solar de pe acoperi spre alte pri ale cldirii. Iluminarea cu fibr optic este folosit i n aplicaii decorative, la indicatoare, lucrri de art i n pomi de Crciun artificial. MagazineleSwarovskiutilizeaz fibra optic pentru a ilumina cristalele expuse din mai multe unghiuri cu o singur surs de lumin.

Un grup coerent de fibre se utilizeaz, uneori mpreun cu lentile, la un dispozitiv lung i subire de achiziionat imagini, numitendoscop, folosit pentru a vedea obiecte printr-o gaur mic. Endoscoapele medicale sunt utilizate pentru proceduri chirurgicale neinvazive (endoscopie). Endoscoapele industriale sunt utilizate la inspectarea unor puncte la care se ajunge greu, cum ar fi interioarele motoarelor cu reacie.

nspectroscopie, cablurile de fibr optic sunt utilizate pentru a transmite lumina de la un spectrometru la o substan ce nu poate fi pus ea nsi n spectrometru, pentru a i se analiza compoziia. Un specrometru analizeaz substanele trecnd lumin prin ele i reflectnd lumin din ele. Cu fibr optic, un spectrometru poate fi folosit pentru a studia obiecte prea mari pentru a ncpea n el, gaze sau reacii ce au loc n vase sub presiune.

O fibr optic dopat cu anumite elemente rare, cum ar fierbiulse pot folosi ca mediu de amplificare pentru unlasersauamplificator optic. Fibra optic dopat cu elemente rare se poate folosi i pentru a amplifica semnale prin tierea unei scurte seciuni de fibr dopat i introducerea ei ntr-o linie de fibr obinuit. Fibra dopat este pompat optic cu o a doua lungime de und cuplat la linie. Lumina de ambele lungimi de und se transmite prin fibra dopat, care transfer energie de la a doua lungime de und la unda purttoare de semnal. Procesul care determin amplificarea esteemisia stimulat.Mecanisme de atenuare

Atenuarean fibra optic, denumit i pierdere de transmisie, reprezint reducerea de intensitate a razei de lumin n raport cu distana parcurs printr-un mediu de transmisie. Coeficienii de atenuare utilizeaz n general ca unitate dB/km din cauza calitii relativ mari a transparenei mediilor optice moderne. Mediul este de regul o fibr din sticl de silicat care pstreaz raza de lumin incident n interior. Atenuarea este un factor important de limitare a transmisiei unui semnal pe distane mari. Astfel, s-au fcut numeroase cercetri att pentru limitarea atenurii, ct i pentru maximizarea amplificrii semnalului optic. Atenuarea este cauzat n primul rnd demprtiereiabsorbie. Atenuarea luminii cuZBLANi fibre din silicat

mprtierea luminii

Reflexie difuz

Reflexie specular

Propagarea luminii prin miezul unei fibre optice se bazeaz pe reflexia intern total a undei de lumin. Suprafeele neregulate, chiar i la nivel molecular, pot reflecta razele de lumin n direcii aleatoare. Aceasta se numetereflexie difuzsaumprtiere, i este caracterizat de regul de o mare varietate de unghiuri de reflexie.

mprtierea luminii depinde de lungimea de und a luminii mprtiate. Astfel apar limite ale scrii de vizibilitate, n funcie de frecvena undei incidente i de dimensiunea fizic a centrului de mprtiere, care este de regul o trstur microstructural specific. ntruct lumina vizibil are o lungime de und de ordinul sutelor de nanometri i micronilor, centrele de mprtiere vor avea dimensiuni similare.

Astfel, atenuarea provine din mprtierea incoerent a luminii pe suprafeele de contact interne. n materiale (poli)cristaline cum ar fi metalele sau ceramica, pe lng pori, majoritatea suprafeelor interne sunt de forma limitelor intergranulare care separ regiuni mici de cristal. Dac dimensiunea centrului de mprtiere se reduce sub dimensiunea lungimii de und, mprtierea nu mai are o amploare semnificativ. Acest fenomen a dat natere produciei de materiale ceramice transparente.

Similar, mprtierea luminii n fibr de sticl este cauzat de neregularitile la nivel molecular ale structurii sticlei. Sticla este vzut de unii fizicieni ca un simplu caz-limit de solid policristalin. n acest context, domenii ce prezint diverse grade de ordine pe scar redus devin blocurile de construcie ale metalelor i aliajelor, precum i sticlei i ceramicii. Exist defecte microstructurale distribuite printre i n cadrul acestor domenii, defecte ce furnizeaz majoritatea punctelor ideale pentru apariia mprtierii luminii. Acelai fenomen se observ ca factor limitator al transparenei domurilor de rachete cu infraroii.

La puteri optice mari, mprtierea poate fi cauzat i de procesele optice neliniare din fibr.

Absorbtia razelor ultraviolete, vizibile i infraroii

Pe lng mprtierea luminii, atenuarea poate aprea i din cauza absorbiei selective a anumitor lungimi de und, ntr-o manier similar cu cea rspunztoare pentru apariia culorilor obiectelor:

1. La nivel electronic, depinde dac orbitalii electronilor sunt spaiai de aa natur nct s poat absorbi ocuant de luminde o anumit lungime de und n spectrul ultraviolet sau vizibil. Aceasta d natere la proprietatea de culoare.2. La nivel atomic sau molecular, depinde de frecvenele de vibraie molecular sau de legturile chimice, de ct de apropiai sunt atomii ntre ei i moleculele ntre ele i dac atomii sau moleculele prezint ordine pe scar mare. Aceti factori vor determina capacitatea materialului de a transmite lungimi de und mai mari (n spectrul infrarou, radio i cel al microundelor).

Designul oricrui dispozitiv transparent impune alegerea materialelor pe baza cunoaterii proprietilor i limitrilor lor. Caracteristicile de absorbie ale structurilor cristaline observate n regiunile de joas frecven (infrarou mediu spre infrarou ndeprtat) definesc limita de transparen la lungime mare de und a materialului. Aceste caracteristici sunt rezultatul cuplrilor interactive dintre micarea vibraiilor termice ale atomilor constitueni i moleculelor structurii solidului i radiaiei luminoase incidente. Astfel, toate materialele sunt limitate de regiuni de absorbie cauzate de vibraiile moleculare i atomice din infraroul ndeprtat (\lambda;>10m).

Astfel, absorbia multifoton are loc cnd doi sau mai muli fotoni interacioneaz simultan pentru a produce momente de dipol electric cu care radiaia incident se poate cupla. Aceti dipoli pot absorbi energie din radiaia incident, ajungnd la o cuplare maxim cu radiaia atunci cnd frecvena este egal cu modul fundamental de oscilaie al dipolului molecular (ca n cazul legturii Si-O) din infraroul ndeprtat, sau cu una dintre armonicele sale.

Absorbia selectiv de lumin infraroie de ctre un anume material are loc deoarece frecvena aleas pentru razele de lumin este aceeai frecven (sau un multiplu ntreg al frecvenei) la care vibreaz particulele acelui material. ntruct atomi i molecule diferite au frecvene naturale de vibraie diferite, toate vor absorbi selectiv frecvene diferite (sau poriuni diferite de spectru) de lumin infraroie.

Reflexia i transmisia undelor de lumin au loc pentru c frecvenele undelor de lumin nu sunt frecvenele naturale de rezonan ale obiectelor. Cnd lumina infraroie la aceste frecvene lovete un obiect, energia este fie reflectat, fie transmis. Modurile normale de vibraie ntr-un solid cristalin

BIBLIOGRAFIE

http://ro.wikipedia.org/wiki/Fibr%C4%83_optic%C4%83

http://stst.elia.pub.ro/news/RCI_2009_10/Teme_RCI_2011_12/SbarceaMihai/High%20Speed%20Fiber%20Optic.pdf

http://computer.howstuffworks.com/fiber-optic.htm

http://www.sciencedirect.com/science/journal/10685200

2