venerdì 27 novembre 2009

I MISTERI SVELATI DELLA FIBRA OTTICA




“L'uomo cerca sempre di sviluppare le proprie capacità, senza mai pretendere di raggiungere la natura”



La fibra ottica non ha più segreti grazie alle lezioni del fisico Eleonora Porta che dalla land Currency ha sviluppato per intero l'argomento partendo dallo studio della luce, delle sue sorgenti e modalità di propagazione (grazie anche ad azzeccate domande ed esempi che hanno permesso al pubblico di interagire con la docente).


Appurato che la luce si propaga in linea retta, viaggia ad una velocità di 300 mila km al secondo, Eleonora Porta si è poi soffermata sulla velocità di propagazione in differenti materiali utilizzando due principi: la riflessione e la rifrazione; la riflessione si può osservare quando un raggio di luce colpisce la superficie di uno specchio tornando indietro esattamente con lo stesso angolo con cui ha inciso lo specchio mentre la rifrazione si può osservare immergendo un cucchiaino in un bicchiere mezzo pieno d’acqua.. Se la luce viaggia più velocemente nel vuoto che nell'aria, nell'aria che nell'acqua se ne è dedotto che l'indice di rifrazione sarà minore se la velocità è maggiore.

Eleonora Porta ha poi spiegato come nelle fibre ottiche la luce si propaghi attraverso principi ola realizzazione di un doppio vetro (nucleo e mantello): il raggio di luce indicente colpisce la superficie della fibra dall’interno e non esce all'esterno (l'angolo formato deve essere di 90 gradi pena la dispersione di energia) ma rimane confinato all'interno percorrendo cosi per tutta la lunghezza la fibra.


Sono state quindi presentate due sezioni trasversali e longitudinali di due tipologie di fibre ottiche attualmente in uso. Il primo tipo di fibra è il cosiddetto “step-index”, fibra multimodale, con percorsi a zig-zag limite con angoli di incidenza riflessa superiori all’angolo limite. In questa tipologia di fibre ottiche aumenta la dispersione modale, cioè gli impulsi luminosi se non sono inviati al di sotto di una certa frequenza interferiscono l’uno con l’altro. Questo fenomeno equivale a un disturbo, un rumore che può modificare i dati inviati nella fibra dalla sorgente luminosa.


Il secondo tipo di fibra è denominato a “indice graduale” “graded index”ed è composto da diversi strati per cui l’indice di rifrazione diminuisce con gradualità e non in modo brusco come nelel “step index”; vengono descritti dei percorsi elicoidali. . Questo tipo è ancora relativo alle fibre multimodali in quanto sono diversi i modi, i percorsi di propagazione all’interno delal fibra..


Nelle fibre monomodali invece vi è un solo modo, un solo percorso coassiale alla fibra stessa e quindi assenza di dispersione modale.

La dimensione del nucleo di una singola fibra monomodale è di 10 milionesimi di metro (10 micron) mentre per fibre multimodali sale a circa 50 micrometri.


Se volessimo usare un criterio di selezione, fra queste due tipologie di fibre ottiche, in base alla velocità di trasmissione dei dati, le fibre monomodali con piccolo diametro sono le migliori.
Nonostante ciò, il segnale luminoso subisce sempre una certa dispersione non più dovuta ai diversi percorsi ma a causa della “dispersione cromatica” ovvero ritardi di propagazione pe ri diversi colori dello spettro luminoso elettromagnetico nel visibile.


Quindi si avrà dispersione anche nelle fibre monomodali, oltre a fenomeni di perdite di potenza ottica dovute ad esempio ai alle impurità presenti nel cavo colpite dal raggio luminoso.


Nelle telecomunicazioni non vengono impiegate tutte le lunghezze d’onda della gamma dell’infrarosso, ma solo le lunghezze d’onda comprese in tre finestre che si aggirano nell’intorno di 850, 1300 e 1550 nanometri.



Nella parte finale della conversazione, Eleonora Porta ha proposto la costruzione in scala di un modello tridimensionale 3D di fibra ottica fornendo le misure ed i trucchetti realizzativi per crearla.
Malvarose (camros) & Enne

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