fibre ottiche

fibre ottiche

Sottili fili di materiali vetrosi, trasparenti nella regione del visibile o in prossimità dell’infrarosso, ricoperti da una guaina avente un indice di rifrazione lievemente inferiore. All’esterno la fibra è ricoperta da un rivestimento plastico avente sia scopo protettivo sia meccanico, in quanto è necessario incrementarne la resistenza per via della fragilità del materiale vetroso. Le fibre ottiche trovano ampia applicazione nel trasferimento di segnale per via ottica, avendo grandi vantaggi rispetto alla principale alternativa, rappresentata dai cavi elettrici. Le principali caratteristiche delle fibre ottiche sono essenzialmente una ottima qualità di trasmissione del segnale, che può essere inviato a grandi distanze con una bassa attenuazione della sua intensità e con una minima distorsione, le dimensioni ridotte (il cuore della fibra ha un diametro compreso tra i 10 e i 50 μm), e la insensibilità ai campi elettromagnetici. Le fibre ottiche possono essere di due tipi: multimodali o monomodali. Le fibre ­multimodali differiscono dalle monomodali per la dimensione del nucleo (50 contro 10 μm), motivo per il quale le prime permettono la propagazione di più segnali ottici contemporaneamente, mentre nelle seconde è possibile inviare solo un singolo segnale. La velocità di trasmissione del segnale in una fibra ottica, misurata in numero di impulsi per secondo, è estremamente elevata e può arrivare fino alle centinaia di miliardi di segnali per secondo (100 Gbit/s). Una seconda proprietà che definisce la prestazioni di una fibra ottica è il grado di attenuazione del segnale, misurato in decibel per chilometro, che può essere dovuto all’assorbimento del segnale da parte di impurezze o a diffrazione. Un valore tipico di attenuazione del segnale è di 0,2 dB/km. Il materiale di cui sono composte le fibre è solitamente silice, ossia biossido di silicio (SiO₂). Per quanto la silice sia uno dei materiali più abbondanti sulla crosta terrestre, è necessario un raffinato processo di purificazione per eliminare le impurezze. A tal fine la silice è inizialmente convertita in tetracloruro di silicio (SiCl₄), che viene successivamente fatto reagire in forma gassosa con ossigeno mediante tecniche di deposizione chimica da fase vapore in presenza in una preforma. SiCl₄ e ossigeno reagiscono in fase gas per formare SiO₂, che si adsorbe sulla preforma formando quindi la SiO₂ ultrapura desiderata, da cui si produce infine la fibra mediante filatura.

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