Prinsip Dasar Serat dan Kabel Optik

Transmisi serat optik didasarkan pada prinsip refleksi internal total, yang terjadi ketika cahaya bertemu dengan antarmuka antara dua media berbeda. Dalam langkah-indeks serat optik-di mana n1 mewakili indeks bias media inti dan n2 mewakili indeks bias media kelongsong, dengan n1 > n2-pantulan internal total terjadi ketika cahaya yang memasuki inti menumbuk antarmuka kelongsong inti pada sudut datang lebih besar dari sudut kritis (θc). Dalam kondisi ini, tidak ada energi cahaya yang keluar dari inti, dan cahaya yang datang mampu merambat ke depan melalui antarmuka melalui pantulan internal total yang tak terhitung jumlahnya.

Namun, ketika serat optik dibengkokkan, garis normal pada antarmuka akan berubah arah, sehingga menghasilkan sudut datang yang lebih kecil. Akibatnya, sudut datang sebagian sinar cahaya turun di bawah θc, sehingga mencegahnya mengalami pemantulan internal total. Namun demikian, sinar-sinar yang awalnya memiliki sudut datang lebih besar masih dapat mengalami pemantulan internal total; dengan demikian, transmisi cahaya tetap ada meskipun serat dibengkokkan, meskipun pembengkokan ini mengakibatkan hilangnya energi. Biasanya, bila radius tekukan melebihi 50 hingga 100 milimeter, kerugian yang diakibatkan dapat diabaikan. Sebaliknya, tikungan kecil dapat menyebabkan “kehilangan pembengkokan mikro” yang parah.

Teori gelombang elektromagnetik sering digunakan untuk menyelidiki lebih lanjut mekanisme transmisi serat optik, khususnya dengan menyelesaikan persamaan gelombang yang tunduk pada kondisi batas media pandu gelombang serat optik. Cahaya yang merambat dalam serat optik terdiri dari banyak "mode", yang masing-masing mewakili distribusi medan elektromagnetik tertentu dan berhubungan dengan sinar cahaya tertentu seperti yang dijelaskan dalam optik geometris. Mode terpandu spesifik yang ada dalam serat optik bergantung pada frekuensi normalisasi serat (angka V-).
Dalam konteks ini, NA menunjukkan Bukaan Numerik, sebuah parameter yang berkaitan dengan indeks bias inti dan media kelongsong; *a* mewakili jari-jari inti serat; dan λ mewakili panjang gelombang cahaya yang ditransmisikan. Ketika serat optik dibengkokkan, terjadi kopling mode; sebagian energi berpindah dari mode terpandu ke mode radiasi, sehingga keluar dari inti dan hilang.
Karakteristik Kinerja: Parameter utama yang menjadi ciri serat optik meliputi atenuasi, bandwidth, dan lain-lain.