Fibras opticas

5 FIBRAS OPTICAS

5.1 Principios básicos de funcionamiento.
Las fibras ópticas ofrecían una alternativa, aunque a mediados de los años 60 no estaba nada claro que la respuesta se encontrase en esta dirección, y otras posibilidades se consideraban seriamente. La luz se canaliza por fibras de vidrio mediante una propiedad denominada reflexión interna total. En 1820, Augustine-Jean Fresnelya conocía las ecuaciones por las que se rige la captura de la luz dentro de una placa de cristal lisa y su ampliación a lo que entonces se conocía como cables de vidrio fue obra de D. Hondros y Peter Debye en 1910. Sin embargo, no fue hasta 1964, cuando Stewart Miller, de los Laboratorios Bell, dedujo maneras detalladas de demostrar el potencial del cristal como medio eficaz de transmisión alarga distancia.
Aunque ya se conocían filamentos delgados como el pelo que transportaban luz a distancias cortas y que ya se utilizaban en la industria y en la medicina para transportar luz a lugares que de otra forma serían inaccesibles, la luz perdía normalmente hasta el 99% de su intensidad al atravesar distancias tan cortas como 30 pies (9 metros) de fibra.
En 1966, Charles Kao yGeorge Hockham, de los Laboratorios de Standard Telecommunications en Inglaterra, afirmaron que se podía disponer de fibras de transparencia mucho mayor. En un artículo teórico, demostraron que las grandes pérdidas características de las fibras existentes se debían a impurezas diminutas presentes en el cristal, principalmente agua y metales, en lugar de a limitaciones intrínsecas del cristal.Pronosticaron que la pérdida de la luz en las fibras podría disminuir enormemente de 1.000 decibelios a menos de 20 decibelios por kilómetro. Con esta mejora, se podrían colocar amplificadores para aumentar la señal luminosa a intervalos de kilómetros, en lugar de metros, a distancias comparables a las de los repetidores que amplificaban las señales débiles en las líneas telefónicas convencionales.Al igual que con el trabajo de Townes y Schawlow de la década anterior, el artículo de Kao-Hockham estimuló a una serie de investigadores a producir dichas fibras de baja pérdida. El gran avance se produjo en 1970 en Corning Glass Works, cuando Donald Keck, Peter Schultz y Robert Maurer lograron fabricar con éxito una fibra óptica de cientos de metros de largo con la claridad cristalina queKao y Hockham habían propuesto. Poco después, Panish y Hayashi, de los Laboratorios Bell, mostraron un láser de semiconductores que podía funcionar continuamente a temperatura ambiente, y John MacChesney y sus colaboradores, también de los Laboratorios Bell, desarrollaron independientemente métodos de preparación de fibras.
Estas actividades marcaron un punto decisivo. Ahora existían losmedios para llevar las comunicaciones de fibra óptica fuera de los laboratorios de física al campo de la ingeniería habitual. Durante la siguiente década, a medida que continuaban las investigaciones, las fibras ópticas mejoraron constantemente su transparencia. En 1980, las mejores fibras eran tan transparentes que una señal podía atravesar 150 millas (240 Km) de fibra antes de debilitarse hasta serindetectable.
Pero las fibras ópticas con este grado de transparencia no se podían fabricar usando métodos tradicionales. El gran avance se produjo al darse cuenta de que el cristal de sílice puro, sin ninguna impureza de metal que absorbiese luz, solamente se podía fabricar directamente a partir de componentes de vapor, evitando de esta forma la contaminación que inevitablemente resultabadel uso convencional de los crisoles de fundición. El progreso ahora se centraba en seleccionar el equilibrio correcto de componentes del vapor y optimizar sus reacciones. La tecnología en desarrollo se basaba principalmente en el conocimiento de la termodinámica química, una ciencia perfeccionada por tres generaciones de químicos desde su adopción original por parte de Willard Gibbs en el siglo...