La aparición de la tecnología de la fibra óptica en sensores

La Aparición de la Tecnología de la Fibra Óptica en Sensores

El campo de las fibras ópticas ha registrado un gran crecimiento y avance en los últimos años. Desde el comienzo, fue propuesta como medio para transmitir información en telecomunicaciones siendo empleada como guía para transportar luz e imágenes en aplicaciones médicas.
Recientemente la tecnología de las fibras ópticas han sidoobjeto de considerables investigaciones y desarrollos lo que permitió mejorar en forma progresiva su calidad dado que hasta se han comenzado a emplear en la estructura de sensores para mejorar sus aplicaciones y así proporcionar un mejor funcionamiento.
Asimismo, también se produjo un notable desarrollo en la industria opto-electrónica, cuyos avances permitieron la inserción de toda clase deproductor como discos compactos, impresoras láser, lectoras de códigos de barras, punteros láser, etc.
En este ensayo haré una introducción general a los sensores de fibra óptica, comenzando por la presentación del esquema básico y remarcando después sus aplicaciones en la industria, etc., para luego terminar dando una conclusión general que contemple todas las expectativas requeridas inicialmente.
Lafibra óptica está sujeta continuamente a perturbaciones de varias clases. Todo cambio en su geometría (tamaño, perfil) y sus propiedades ópticas (índice de refracción, conversión de modos), afectará en mayor o menor medida la propagación de luz. En las aplicaciones de comunicaciones trata de minimizarse este efecto, pero en el caso de sensores se favorece deliberadamente para que el cambioresultante pueda ser tomado como una medida de la perturbación externa.
Por definición, los sensores con fibra óptica utilizan luz para medir una perturbación externa y fibra óptica para transmitirla desde la fuente hasta el detector
En la siguiente imagen muestro la configuración general de un sensor de este tipo, y después una breve explicación de esta.

Puede observarse en la figura, consta de unafuente de luz, un sistema de sensado y un detector óptico interconectados con fibra óptica.
En función de cómo se realice la medición de la perturbación externa se clasifican usualmente en dos grandes clases: extrínsecos e intrínsecos. En la figura que se mostrará después se muestran en forma simple su diferencia fundamental.
Sensores Extrínsecos
Comprenden aquellas aplicaciones en la que lafibra actúa únicamente como guía de onda llevando luz hasta la “Caja Negra” (“Black Box”), la cual modula el haz en respuesta al parámetro que se pretende medir. Bajo este enfoque, se modula o imprime la información por algún método particular y la fibra sólo se utiliza para conducir la radiación desde la fuente hacia el dispositivo sensor. Esta información puede estar codificada en intensidad,fase, frecuencia, estado de polarización, contenido espectral, etc.
Sensores Intrínsecos
También llamados “all-fiber sensors”, utilizan la fibra como guía de onda hasta el lugar donde la magnitud de interés se quiere medir, pero a diferencia del caso anterior, la perturbación externa actúa directamente sobre la fibra. La luz permanece dentro de la fibra en todo momento.

Dado que la luz proveelos medios para medir una perturbación externa en un sensor de fibra óptica, podrán tenerse tantos tipos de sensores como propiedades de la onda sean posibles modular.
La Ecuación con la que se presenta usualmente el vector campo eléctrico de una onda electromagnética, pone de manifestó todas las propiedades que pueden ser moduladas por una perturbación externa:

Existen 3 diferentes tipos desensores de fibra óptica, el extrínseco, el híbrido y el interferométrico, a continuación se presenta una breve explicación de cada una.
Extrínsecos: Estos sensores se distinguen de los otros por la característica de sensación que toma lugar fuera de la fibra.
Híbridos: Estos son similares a los otros, también llamados “Cajas Negras” (“Black Box”), las fibras de estos sensores son usados para...