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Le guide d'onda sono caratterizzate da parametri come l'indice di rifrazione efficace, la dispersione cromatica e il fattore di confinamento ottico che determina quanto della potenza sia nel nucleo attivo. Le fibre ottiche a singolo o multimodo presentano attenuazioni dovute allo scattering Rayleigh e all'assorbimento delle impurità, con finestre operative preferite a 1310 nm e 1550 nm per minimizzare le perdite. La dispersione intermodale nelle fibre multimode causa distorsione degli impulsi, mentre l'accoppiamento tra sorgenti laser e guide richiede il calcolo dell'efficienza di trasferimento in base alla sovrapposizione dei profili modali gaussiani.
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- Un modo di propagazione in una guida d'onda è definito come la forma stabile del campo elettromagnetico che mantiene esattamente lo stesso profilo trasversale durante la propagazione, essendo completamente determinato dalla geometria della sezione e dal profilo dell'indice di rifrazione.
- I parametri fondamentali per descrivere il comportamento dei modi includono l'indice di rifrazione efficace normalizzato, la frequenza normalizzata V e i fattori di confinamento ottico che quantificano la frazione di potenza confinata nella regione attiva del nucleo rispetto al cladding passivo.
- La dispersione cromatica e la velocità di gruppo determinano il fenomeno della distorsione degli impulsi luminosi, mentre l'attenuazione totale deriva da meccanismi intrinseci come lo scattering di Rayleigh dovuto a fluttuazioni termiche nella densità del vetro siliceo.
- Le fibre ottiche operano in finestre spettrali specifiche (1.3 μm e 1.55 μm) dove l'attenuazione è minima, permettendo la compensazione della dispersione tramite strutture a indice di rifrazione modificato per evitare effetti non lineari come il mixing a quattro onde.
- L'accoppiamento efficiente tra sorgenti laser e guide d'onda o fibre richiede un adattamento del profilo modale, poiché differenze nella dimensione dello spot (mismatch) riducono drasticamente l'efficienza di trasferimento della potenza ottica.
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