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Projeto e Engenharia Óptica de Espaço Livre

Zemax, Código V e muito mais...

Óptica de espaço livre é a área da óptica onde a luz se propaga livremente pelo espaço. Isso é contrário à óptica de onda guiada, onde a luz se propaga através de guias de onda. No projeto e desenvolvimento óptico de espaço livre, usamos ferramentas de software como OpticStudio (Zemax) e Code V para projetar e simular o conjunto óptico. Em nossos projetos utilizamos componentes ópticos como lentes, prismas, expansores de feixe, polarizadores, filtros, divisores de feixe, placas de onda, espelhos...etc. Além de ferramentas de software, realizamos testes laboratoriais utilizando ferramentas como medidores de potência óptica, analisadores de espectro, osciloscópios, atenuadores...etc. para confirmar que nosso design óptico de espaço livre realmente funciona como desejado. Existem inúmeras applications de óptica de espaço livre.

- Conexões LAN para LAN em campuses ou entre prédios em velocidades Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet. 
- Conexões LAN para LAN em uma cidade, ou seja, rede de área metropolitana. 
- Os sistemas de comunicação baseados em óptica de espaço livre são usados para atravessar uma via pública ou outras barreiras que o remetente e o destinatário não possuem. 
- Fast service through high-bandwidth access a redes de fibra óptica. 
- Conexão de dados de voz convergente. 
- Instalações de rede de comunicação temporária (como eventos e outros fins). 
- Restabeleça a conexão de comunicação de alta velocidade rapidamente para recuperação de desastres. 
- Como alternativa ou atualização complementar para wireless 

tecnologias. 
- Como um complemento de segurança para importantes conexões de comunicação de fibra para garantir redundância nos links. 
- Para comunicações entre naves espaciais, incluindo elementos de uma constelação de satélites. 
- Para comunicação inter e intrachip, comunicação óptica entre dispositivos. 

- Muitos outros dispositivos e instrumentos utilizam design óptico de espaço livre, como binóculos, telêmetros a laser, espectrofotômetros, microscópios...etc.


Vantagens da Óptica de Espaço Livre (FSO)
- Facilidade de implantação 
- Operação sem licença em sistemas de comunicação. 
- Altas taxas de bits 
- Baixas taxas de erro de bits 
- Imunidade a interferência eletromagnética porque está sendo usada luz em vez de micro-ondas. Ao contrário da luz, as micro-ondas podem interferir
- Operação full duplex 

- Protocolo transparência 
- Muito seguro devido à alta direcionalidade e estreiteza do(s) feixe(s). Difícil de interceptar, portanto, muito útil em comunicações militares. 
- Nenhuma zona de Fresnel necessária 


Desvantagens da Óptica de Espaço Livre (FSO)
Para aplicações terrestres, os principais fatores limitantes são:
- Dispersão de feixe 
- Absorção atmosférica, especialmente sob neblina, chuva, poeira, poluição do ar, poluição atmosférica, neve. Por exemplo, neblina pode causar atenuação de 10..~100 dB/km.  
- Cintilação 
- Luz de fundo 
- Shadowing 

- Apontando estabilidade em wind 

Os links ópticos de distância relativamente mais longa podem ser implementados usando luz laser infravermelha, embora a comunicação de baixa taxa de dados em distâncias curtas seja possível usando LEDs. O alcance máximo para links terrestres é da ordem de 2-3 km, porém a estabilidade e qualidade do link é altamente dependente de fatores atmosféricos como chuva, neblina, poeira e calor e outros listados acima. Distâncias significativamente maiores, como dezenas de milhas usando fontes incoerentes de luz de LEDs de alta intensidade, podem ser alcançadas. No entanto, o equipamento de baixa qualidade usado pode limitar bandwidths a cerca de alguns kHz. No espaço sideral, o alcance de comunicação da comunicação óptica do espaço livre é atualmente da ordem de vários milhares de quilômetros, mas tem o potencial de cobrir distâncias interplanetárias de milhões de quilômetros, usando telescópios ópticos como expansores de feixe._cc781905-5cde-3194-bb3b -136bad5cf58d_Secure comunicações ópticas de espaço livre foram propostas usando um interferômetro de fenda N a laser, onde o sinal de laser assume a forma de um padrão interferométrico. Qualquer tentativa de interceptar o sinal causa o colapso do padrão interferométrico. 

Embora tenhamos dado exemplos principalmente sobre sistemas de comunicação, o design e desenvolvimento óptico de espaço livre é muito importante em muitas outras áreas, incluindo dispositivos biomédicos, instrumentos médicos, faróis de automóveis, sistemas modernos de iluminação arquitetônica em interiores e exteriores de edifícios e muitos outros. Se desejar, após o design óptico de espaço livre do seu produto, podemos enviar os arquivos criados para nossas instalações de fabricação óptica, fábrica de moldagem por injeção de precisão e oficina mecânica para prototipagem ou produção em massa, conforme necessário. Lembre-se, nós temos a prototipagem e fabricação assim como a experiência em design.


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