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Titolo: Una domanda sulle fibre ottiche

Salve a tutti,
vorrei porre una domanda a proposito delle caratteristiche fisiche delle
fibre ottiche:
per ottenere la trasmissione del segnale luminoso da una estremità all'altra
della fibra è necessario che questa abbia la forma di un cavo oppure a
livello teorico sarebbe possibile ottenere lo stesso effetto anche con forme
diverse, ad esempio sotto forma di strati sottili come fogli di carta ?
Avrei anche altre domande sullo stesso argomento, ma per non appesantire
troppo la comunicazione le invierò in un secondo momento. Per ora vi
ringrazio per le vostre eventuali risposte.
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                         |     Riccardo     Mechi      |
                         |         
me...@piw.it
          |
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 writes:
RM> per ottenere la trasmissione del segnale luminoso da una estremità
RM> all'altra della fibra è necessario che questa abbia la forma di un cavo
RM> oppure a livello teorico sarebbe possibile ottenere lo stesso effetto
RM> anche con forme diverse, ad esempio sotto forma di strati sottili come
RM> fogli di carta ?
Be',  una tipica fibra  multimodale ha un  core del  diametro di 65 micron,
mentre una monomodale lo ha di 50 micron,  per cui non sono poi tanto spes-
se...  :-)
Quanto alla forma, la sezione circolare non e` l'unica  in grado di portare
un segnale ottico per lunghi  tratti, ma di certo  un "foglio" largo e sot-
tile causerebbe troppa dispersione  dei modi ed una attenuazione eccessiva,
senza contare il fatto, poi, che non  sarebbe possibile garantire un angolo
di incidenza  sufficientemente  piccolo (per avere   riflessione  e non at-
traversamento) tra l'onda luminosa che si propaga all'interno della fibra e
la parete del core (di fatto mi sto riferendo alle sole fibre "step index":
per le  "graded index" il  discorso e` piu`  complesso, anche  se fondamen-
talmente il principio e` lo stesso).
Potremmo, quindi,  avere fibre a  sezione quadrata, ma non sarebbero facili
da produrre e non  darebbero alcun vantaggio su  quelle a sezione circolare
(qualche svantaggio, semmai,  a  causa delle differenti lunghezze  dei per-
corsi ottici a seconda dell'angolo esistente tra il piano di polarizzazione
del laser ed i lati della fibra quadrata)...
Saluti,
Luca Polo.
P.S.: nota che io non progetto o costruisco fibre ottiche: mi limito ad
usare quelle in commercio :-)
-- 
 / Luca Polo : 
Luca...@gest.unipd.it
 || Dipartimento di Tecnica e        \
|  System & network administrator      || Gestione dei Sistemi Industriali  |
 \ (
http://www.gest.unipd.it/~jake
     || Universita` di Padova -- Italy   /

Riccardo Mechi wrote:

Senza addentraci nelle formule, ma se ti interessa te le fornisco.
 Tecnicamente quello che succede alla radiazione che si propaga dentro una fibra
ottica e' che quando questa incontra la superficie di separazione fra il mezzo
in cui si propaga e l'aria (ovverossia le pareti del "cavo") avviene riflessione
totale. Cio' e' possibile poiche' l'angolo (misurato rispetto alla normale alla
superficie stessa) con cui questa incide sulla superficie e' superiore al
cosiddetto angolo limite, al di sopra del quale non si ha rifrazione (e' la
legge di Snell). La cosa ovviamente non dipende dalla forma del mezzo in cui la
radiazione si propaga, ma solo dal rapporto fra l'indice di rifrazione della
fibra e quello di cio' che sta intorno ad essa (in genere l'aria). Quindi e'
possibile costruire fibre di qualunque forma.
Io ne uso una a forma di cavo la cui sezione e' ad una estremita' un rettangolo
e all'altra un cerchio. Infatti se prendi un insieme di fibre ottica a sezione
circolare puoi costruire un fascio (bundle) di fibre cui puoi dare la forma che
vuoi.
Ciao, enzo.

--
Teoricamente sarebbe possibile ma all'atto pratico i raggi che andrebbero a
riflettersi attraversando tutta la larghezza del foglio avrebbero un ritardo
considerevole rispetto ai raggi rflessi dalle pareti superiori e inferiori
invalidando una delle principali caratteristiche delle fibre ottiche:
l'elevata velocità di trasmissione e quindi l'elevata larghezza di banda.
Tutto questo se la fibra è stata concepita in modo adeguato in quanto il
salto d'indice di rifrazione tra lo strato dove si ha il passaggio del
segnale e gli estremi nel senso della larghezza deve essere elevato poichè
in quel punto i raggi arrivano con un angolo di incidenza molto alto. Il
contrario invece per quel che riguarda le superfici superiori e inferiori.
Spero di essere stato chiaro.
Ciaociao
Daniele Giangrazi

Salve a tutti.
Vi ringrazio per le risposte che mi avete dato, sono molto interessanti, ma
mi spingono a porre altre questioni, come per esempio queste:
posta come premessa che ai fini della risposta per me non ha imporatanza la
trasmissione di dati, ma la pura e semplice trasmissione della luce, vorrei
sapere:
- che importanza ha il rivestimento di una fibra ottica per quanto riguarda
la dispersione della luce?
- Nel caso di quelle fibre che hanno un rivestimento in plastica, se esso
venisse rimosso da un lato dell'ipotetico "foglio ottico", la luce
tenderebbe a irradiarsi dal lato nudo? Se sì con quale luminosità?
- Assumiamo come misure un foglio ottico di 50 cm di lato illuminato da una
sorgente di 100W tramite una normale fibra ottica che ad una distanza x si
trasforma nel nostro foglio ottico, che luminosità potrò avere se la
superficie inferiore venisse trattata in modo da diffondere la luce
ricevuta?
Capisco che queste domande possano sembrare strane, ma hanno una ragione
d'essere: mi sono incuriosito vedendo delle case dove oltre alle finestre
c'erano fori nel soffitto dai quali usciva la luce del sole portata da un
sistema di specchi in posti bui come gli armadi a muro.Questo sistema
consentiva un grosso risparmio energetico!
Mi sono chiesto allora se con un sistema basato sulle fibre ottiche si
sarebbe potuto realizzare un impianto di illuminazione che sfruttando pochi
punti luce riesca a diffondere una certa luminosità in zone anche ad una
certa distanza: per esempio con un faretto in un armadio illuminare i
soffitti di un paio di camere... il costo sarebbe proibitivo certamente, ma
la curiosità è forte... :-)
Spero molto che vogliate aiutarmi a soddisfarla.
Grazie a tutti da
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                         |     Riccardo     Mechi      |
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me...@piw.it
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Puoi anche domandare liberamente :)
Ciao,
*Fabio*