Il laser in fibra ottica per telecomunicazioni veloci ed efficienti

Il primo laser realizzato al mondo era costituito da un tubo di vetro contenente un gas e da una pietra preziosa ovvero il rubino; all’estremità di entrambi i lati, si trovavano due specchi: uno riflettente, l’altro semi-riflettente. Nel momento in cui una fonte luminosa colpisce la superficie del tubo, si viene a creare un’emissione, stimolata e composta, del raggio laser, il cui colore rosso intenso è dato dal rubino.

Oggi esistono almeno una cinquantina di laser conosciuti al mondo; il laser a rubino viene utilizzato solo in olografia o per la rimozione dei tatuaggi, diversi sono però i laser a gas che utilizzano cioè una miscela aeriforme quale mezzo. Il laser ad anidride carbonica ad esempio, è particolarmente utilizzato per il taglio e la saldatura del legno, ed è molto conosciuto in chirurgia. Uno dei laser più all’avanguardia esistenti è il diodo laser, detto anche laser in fibra ottica, che sfrutta potenza e velocità degli impulsi luminosi.

Che cos’è la fibra ottica

È un tubo di vetro sottilissimo ma molto flessibile che viene utilizzato per guidare un fascio luminoso. A differenza dei cavi tradizionali (coassiale, di onde radio), la fibra ottica permette il passaggio di una maggior quantità di informazioni ad una velocità superiore: è infatti perfetta per veicolare le onde elettromagnetiche o infrarosse, e per questo motivo si è diffusa rapidamente per il trasporto di comunicazioni telematiche.

I vantaggi della fibra ottica

Il vantaggio principale della fibra ottica sta nella sua larghezza di banda; grazie agli impulsi luminosi può infatti viaggiare nell’ordine di 40 THz, a differenza delle microonde che non superano i 20/30 GHz e dei 2/3 GHz del cavo coassiale.

Per merito della trasparenza dei vetri utilizzati come guida, la fibra consente la costituzione di cavi molto lunghi, anche chilometri, senza la necessità che vi siano ripetitori nei paraggi; al suo interno, le informazioni viaggiano senza interferenze perché il segnale è pulito, con possibilità nulle di intercettazioni.

Altro elemento fondamentale delle fibre, sta nella loro capacità di rendersi disponibili a molteplici usi; possono essere infatti abbinate ai laser a semiconduttore, per la lettura di DVD e codici a barre, e per la realizzazione di puntatori laser e mouse ottici.

Come funziona il laser in fibra ottica

In coppia con i fotodiodi, un laser a fibra ottica permette la trasmissione di voci e suoni anche a lunga distanza. 
In pratica: il microfono cattura le onde sonore trasducendole in impulsi elettrici; quando la corrente entra nel doppino viene trasformata dal laser in impulso luminoso, il quale viaggia più velocemente verso la centralina telefonica del ricevente. Qui, la luce verrà nuovamente convertita in corrente e infine inviata al doppino del destinatario, che riceverà il segnale sotto forma di suoni e voce.

 

Problematiche e costi

Leggerezza e buona piegabilità, semplificano sia i tempi di posa che di maneggio della fibra; i costi d’esercizio del laser in fibra ottica sono decisamente più contenuti di quelli necessari a sostenere i laser pompati a lampade o a diodi, ma i costi di produzione e collaudo della fibra sono invece particolarmente elevati, a causa della presenza di componenti molto sottili e sofisticati.