Informações Técnicas sobre Fibras Ópticas
Como Selecionar a Fibra Óptica Ideal para Sua Aplicação?
Atenuação da Fibra
A atenuação espectral é um dos fatores mais críticos na escolha da fibra. Quando se trabalha na região do ultravioleta, especialmente abaixo de 300 nm, é indispensável optar por fibras resistentes à solarização. Fibras convencionais tornam-se menos transmissivas com o tempo nessas faixas devido ao fenômeno conhecido como solarização, comprometendo a precisão e a reprodutibilidade das medições.
Nota importante: 1 dB de atenuação corresponde a aproximadamente 21% da luz perdida na transmissão. Por isso, pequenas diferenças na escolha da fibra podem impactar significativamente a qualidade do sinal.
Consulte os gráficos de atenuação abaixo para identificar a fibra mais adequada à sua aplicação ou entre em contato com nossa equipe de especialistas para orientação personalizada.
Identificação das fibras ópticas
Nossos conjuntos de fibras ópticas e sondas são claramente identificados de três maneiras, para que você possa sempre determinar o número da peça, o diâmetro do núcleo da fibra e sua faixa de comprimento de onda de melhor eficiência.
Cores dos Protetores (Boots)
As cores dos protetores (boots) dos conectores indicam de forma rápida e prática o tipo de fibra e a faixa de comprimento de onda mais eficiente para sua aplicação.
| Protetor | Cor | Código do Produto | Tipo de Fibra | Melhor Eficiência |
|---|---|---|---|---|
| Cinza | -XSR | UV-VIS XSR Resistente à Solarização | 180 – 800 nm |
| Cinza | -SR | UV/SR-VIS Alto teor de OH | 200 – 1100 nm |
| Azul | -UV-VIS | UV-VIS Alto teor de OH | 300 – 1100 nm |
| Vermelho | -VIS-NIR | VIS-NIR Baixo teor de OH | 400 – 2100 nm |
Cores dos elásticos
A faixa colorida do conjunto indica o diâmetro do núcleo da fibra.
| Cor do elástico | Diâmetro do Núcleo da Fibra |
|---|---|
| Roxa | 8 μm |
| Azul | 50 μm |
| Verde | 100 μm |
| Amarela | 200 μm |
| Cinza | 300 μm |
| Vermelha | 400 μm |
| Laranja | 500 μm |
| Marrom | 600 μm |
| Transparente | 1000 μm |
Revestimento Externo (Jacketing)
O revestimento externo do conjunto de fibra é projetado para proteger a fibra e proporcionar alívio de tensão, mas temos opções que podem oferecer muito mais. Conte-nos sobre o ambiente e a aplicação em que o conjunto de fibra será utilizado, e nós o ajudaremos a selecionar o melhor material de revestimento para o conjunto.
| Revestimento | Descrição | Diâmetro Externo | Resistência Química | Esterilizável a Vapor | Limite de Temperatura | Tolerância Mecânica | Comprimento Máximo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Monocoil de PVC | Revestimento de PVC sobre monocoil de aço inoxidável; apenas para aplicações OEM | 3,4 mm | Baixa | Não | 70°C | Boa | 6 m |
| Tubo Zip de PVDF | Ideal para aplicações com orçamento limitado; padrão em conjuntos de grau laboratorial | 3,8 mm | Baixa | Não | 100°C | Boa | 50 m |
| Tubo Zip de PVDF (DE grande) | Ideal para aplicações com orçamento limitado; diâmetro maior que o revestimento nº 2 | 5,0 mm | Baixa | Não | 100°C | Boa | 50 m |
| Monocoil de Silicone | Revestimento de alta qualidade; padrão em conjuntos de grau premium (silicone sobre monocoil de aço inoxidável) | 5,6 mm | Boa | Sim | 250°C | Boa | 20 m |
| Aço Inoxidável BX | Apenas para aplicações OEM; opcional com sobrecapa termorretrátil de poliolefina | 5,0 mm | Boa | Sim | 250°C | Baixa | 4 m |
| Aço Inoxidável BX totalmente entrelaçado | Excelente revestimento de aço inoxidável; suporta comprimentos maiores de fibra; opcional com sobrecapa termorretrátil de poliolefina | 7,0 mm | Boa | Sim | 250°C | Excelente | 40 m |
Especificações de Raio de Curvatura e Mecânicas
A fibra óptica funciona guiando a luz através do núcleo da fibra devido às variações no índice de refração entre o núcleo e a casca (cladding). Um material de buffer flexível, em uma ou mais camadas, é então aplicado para melhorar a flexibilidade e proteger o núcleo e a casca de vidro. Mesmo com esse revestimento adicional, ainda existem limites para o quão firmemente a fibra pode ser curvada sem estar sujeita a microfissuras que podem levar à quebra.
LTBR (raio de curvatura de longo prazo): Deve ser observado como o raio mínimo permitido para condições de armazenamento.
STBR (raio de curvatura de curto prazo): Deve ser observado como o raio mínimo permitido durante o uso e manuseio.
Especificações Mecânicas: Fibras VIS/NIR, UV/VIS, SR
| Cor da Banda | Diâmetro do Núcleo da Fibra | Tipos de Fibra | Espessura da Casca | Material do Buffer | Espessura do Buffer | DE Máximo | Temperatura de Operação (núcleo da fibra) | LTBR | STBR |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Roxa | 50 ± 5 μm | VIS/NIR, UV/VIS | 35 ± 0,5 µm | poli-imida | 17 ± 5 µm | 155 µm | -65 a 300 °C | 4 cm | 2 cm |
| Azul | 100 ± 3 μm | VIS/NIR, UV/VIS | 12 ± 5 µm | poli-imida | 17 ± 3 µm | 155 µm | -65 a 300 °C | 4 cm | 2 cm |
| Verde | 200 ± 4 μm | VIS/NIR, UV/VIS, SR | 10 ± 4 µm | poli-imida | 10 ± 5 µm | 243 µm | -65 a 300 °C | 8 cm | 4 cm |
| Amarela | 300 ± 6 μm | SR | 15 ± 7 µm | poli-imida | 20 ± 10 µm | 380 µm | -65 a 300 °C | 12 cm | 6 cm |
| Cinza | 400 ± 8 μm | VIS/NIR, UV/VIS, SR | 20 ± 3 µm | poli-imida | 20 ± 7 µm | 487 µm | -65 a 300 °C | 16 cm | 8 cm |
| Vermelha | 500 ± 10 µm | VIS/NIR, UV/VIS | 25 ± 3 µm | poli-imida | 20 ± 10 µm | 600 µm | -65 a 300 °C | 20 cm | 10 cm |
| Laranja | 600 ± 10 μm | VIS/NIR, UV/VIS, SR | 30 ± 3 µm | poli-imida | 25 ± 10 µm | 720 µm | -65 a 300 °C | 24 cm | 12 cm |
| Marrom | 1000 ± 3 µm | VIS/NIR | 50 ± 3 µm | acrilato | 50 ± 40 µm | 1120 µm | -50 a 85 °C | 30 cm | 15 cm |
| Transparente | 1000 ± 20 µm | UV/VIS | 25 ± 3 µm | acrilato | 50 ± 40 µm | 1065 µm | -50 a 85 °C | 30 cm | 15 cm |
SR é fibra de índice degrau multimodo com núcleo de sílica fundida de alto OH e casca de vidro (200 – 1100 nm)
| Cor da Banda | Diâmetro do Núcleo da Fibra | Tipos de Fibra | DE da Casca | Materiais do Buffer | DE do Buffer Primário | DE Máximo | Temperatura de Operação (núcleo da fibra) | LTBR | STBR |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Azul | 113 ± 6 μm (115 μm nominal) | XSR | 125 ± 6 µm | alumínio, polímero | 150 µm | 230 µm | -50 a 80 °C | 4 cm | 2 cm |
| Verde | 230 ± 12 μm | XSR | 250 ± 13 µm | alumínio, polímero | 300 µm | 380 ± 20 µm | -50 a 80 °C | 4 cm | 2 cm |
| Cinza | 455 ± 22 μm | XSR | 500 ± 25 µm | alumínio, silicone, nylon | 580 µm | 1300 ± 100 µm | -50 a 80 °C | 8 cm | 4 cm |
| Laranja | 600 ± 30 μm | XSR | 660 ± 33 µm | alumínio, silicone, nylon | 800 µm | 1700 ± 200 µm | -50 a 80 °C | 24 cm | 12 cm |
Abertura Numérica
As fibras ópticas são projetadas para transmitir luz de uma extremidade à outra com perda mínima de energia. O princípio de funcionamento de uma fibra óptica é a reflexão interna total. Quando a luz passa de um material para outro, sua direção é alterada. De acordo com a Lei de Snell, o novo ângulo do raio de luz pode ser previsto a partir dos índices de refração dos dois materiais. Quando o ângulo é perpendicular (90º) à interface, a transmissão para o segundo material é máxima e a reflexão é mínima. A reflexão aumenta à medida que o ângulo se aproxima do paralelismo com a interface. No ângulo crítico e abaixo dele, a transmissão é 0% e a reflexão é 100% (veja a figura abaixo).
A Lei de Snell pode ser formulada para prever o ângulo crítico e também o ângulo de lançamento ou saída θmax a partir do índice de refração dos materiais do núcleo (n₁) e da casca (n₂). O ângulo também depende do índice de refração do meio (n).
O lado esquerdo da equação é chamado de abertura numérica (NA) e determina a faixa de ângulos na qual a fibra pode aceitar ou emitir luz.
A maioria das fibras da Ocean Optics possui uma abertura numérica de 0,22 (veja a tabela abaixo). Se a fibra estiver no vácuo ou no ar, isso se traduz em um ângulo de aceitação θmax de 12,7° (ângulo total de aproximadamente 25°). Quando a luz é direcionada à extremidade de uma fibra óptica, todos os raios ou trajetórias de luz que estão dentro do cone de ±12,7° são propagados ao longo da fibra por reflexão interna total. Todos os raios que excedem esse ângulo passam através da casca e são perdidos. Na outra extremidade da fibra, a luz sai em um cone de ±12,7°.
Existem muitos tipos de fibras disponíveis, com uma variedade de aberturas numéricas. Embora uma fibra com uma abertura numérica maior colete mais luz do que uma fibra com uma abertura numérica menor, é importante observar ambas as extremidades do sistema para garantir que a luz que sai em um ângulo mais alto possa ser utilizada. Na detecção óptica, uma extremidade coleta a luz de um experimento e a outra direciona a luz para um detector. Qualquer luz que não atinja o detector será desperdiçada.