O que são fibras ópticas?

As fibras ópticas são filamentos flexíveis capazes de transmitir luz de um emissor luminoso até um detector sensível a ela. Geralmente, esses filamentos são construídos com materiais transparentes e apresentam espessura próxima à de um fio de cabelo.

Os estudos relacionados às fibras ópticas iniciaram-se em 1842, com a análise do transporte da luz em jatos d’água feita por Jean-Daniel Colladon e Jacques Babinet. Com a invenção do laser na década de 1960, as pesquisas e o desenvolvimento das fibras ópticas foram potencializados.

Em 1966, Charles Kao e sua equipe conseguiram transmitir dados através de fibras feitas de sílica, e essas transmissões ocorreram sem que houvesse perda significativa de dados.

Aplicações para as fibras ópticas

Além de serem utilizadas nas telecomunicações e no transporte de dados, as fibras ópticas podem ser aplicadas nas transmissões de chamadas telefônicas e em sinais de TV.

 A fibra óptica é muito utilizada nas telecomunicações.

Outra possibilidade de uso desse material é o diagnóstico por imagens, feito, por exemplo, no exame de endoscopia. Nesse exame, uma fibra óptica especial é introduzida, juntamente com uma fonte de luz, no estômago, proporcionando imagens que são utilizadas para detectar o estado do órgão.

Uma fibra óptica especial é usada para realizar exames de endoscopia.

Diferentes tipos de sinais podem ser transmitidos através das fibras, por longas distâncias, sem perda de qualidade. Um exemplo disso é que os cabos transoceânicos proporcionam transmissões de sinais entre continentes.

Como a luz caminha pela fibra óptica?

A luz é transmitida pela fibra por meio do fenômeno da reflexão total da luz. Quando a luz incide na superfície de separação entre dois meios com diferentes índices de refração, na direção do maior para o menor índice, com ângulos de incidência superiores a um ângulo específico denominado ângulo crítico, a refração é impedida e o raio de luz é totalmente refletido.

O núcleo da fibra óptica possui índice de refração maior que o da casca, assim, quando a luz é incidida, sempre com um ângulo superior ao ângulo crítico, ela sofre sucessivas reflexões totais, o que a faz caminhar por toda a extensão do material.

Desvantagens

Por mais que as fibras ópticas possuam inúmeras vantagens quando comparadas com cabos de cobre, existem, no mínimo, duas desvantagens na utilização desses materiais:

1. As fibras são fabricadas com materiais muito sensíveis, portanto, seu manuseio na fabricação e durante a instalação deve ser executado de forma a garantir a integridade do material;

2. As transmissões a longa distância só podem ser efetuadas com a introdução de amplificadores de sinal, geralmente instalados em um intervalo mínimo de 50 km. Por serem feitos de um material muito específico, a fabricação dos amplificadores aumenta o custo da produção de cabos muito longos de fibra óptica.

Por Joab Silas
Graduado em Física