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O núcleo de uma fibra óptica convencional é um cilindro de vidro ou plástico que percorre todo o comprimento da fibra. O núcleo é circundado por um meio com menor índice de refração, tipicamente um revestimento de vidro ou plástico diferente. A luz que viaja no núcleo é refletida a partir da fronteira núcleo-revestimento devido à reflexão interna total, desde que o ângulo entre a luz e a fronteira seja menor que o ângulo crítico. Como resultado, a fibra transmite todos os raios que entram na fibra com um ângulo suficientemente pequeno em relação ao eixo da fibra. O ângulo limite é chamado de ângulo de aceitação, e os raios que são confinados pela fronteira núcleo/revestimento são chamados de raios guiados.
O núcleo é caracterizado por seu diâmetro ou área da seção transversal. Na maioria dos casos, a seção transversal do núcleo deve ser circular, mas o diâmetro é definido de forma mais rigorosa como a média dos diâmetros do menor círculo que pode ser circunscrito ao redor do limite núcleo-revestimento e do maior círculo que pode ser inscrito dentro do limite núcleo-revestimento. Isso permite desvios da circularidade devido a variações de fabricação.
Outra estatística comumente citada para o tamanho do núcleo é o diâmetro do campo modal. Este é o diâmetro no qual a intensidade da luz na fibra cai para uma fração específica do máximo (geralmente 1/e² ≈ 13,5%). Para fibras monomodo , o diâmetro do campo modal é maior que o diâmetro físico do núcleo, porque a luz penetra ligeiramente no revestimento como uma onda evanescente.
Os três tamanhos de núcleo mais comuns são:
9 µm de diâmetro (modo único)
50 µm de diâmetro (multimodo)
62,5 µm de diâmetro (multimodo)
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