Opticas

CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS

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CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
Sobre las características geométricas, ópticas y eléctricas de las fibras ópticas. Referido a la
atenuación y el ancho de banda.

1- FIBRAS ÓPTICAS
J.Tyndall-1870 había realizado una demostración de propagación de luz en un cilindro transparente con agua. Los efectos de
reflexión se conocen desde el sigloIV aC y de refracción desde el siglo II aC (Ptolomeo) Es N.French-1934 quien patenta el
teléfono óptico. En 1950 las fibras ópticas con una gran atenuación eran usadas en endoscopía e instrumentación. Sólo a
partir de 1970 cuando la Corning G.W. logra fibras de 20 dB/km y C.A.Burrus de la Bell Labs desarrolla el Láser de onda
continua de As Ga (Arseniuro de Galio) se produce el verdaderodespegue de los sistemas ópticos.
Cuando C.K.Kao-1966 indicó la posibilidad de reducir la atenuación para ser usadas en transmisión, se tenían los valores de
103 dB/km. En 1970 se obtienen valores alentadores de atenuación: 20 dB/km. Y luego: en 1972 se tienen 4 dB/km, en 1974
se tiene 2,2 dB/km; en 1976 se llega a 1,6 dB/km; en 1980 se arriba al límite teórico de 0,2 dB/km. En el año 2000, confibras ópticas con flúor, se tendrán 10-3 dB/km. Esta secuencia ilustra como se ha precipitado el avance tecnológico y es
coincidente con todas las ramas de la ciencia y la tecnología (Fig 05). El primer sistema de fibras ópticas se realizó para
aplicaciones militares en 1973 y la Western Electric lo aplicó en Atlanta en 1976 para telefonía comercial. El uso comercial
de las fibras ópticas sepensó en un principio con propagación monomodo, pero los problemas de acoplamiento entre
núcleos llevaron a crear las fibras ópticas multimodo con perfil gradual como solución alternativa. A partir de 1985, en
telecomunicaciones, sólo se usan fibras ópticas monomodo.
Originalmente se usó la primer ventana (0,85 µm) debido a dos razones. En principio, la atenuación producida por los iones
OH sobrela segunda ventana (1,3 µm) impedían alcanzar los límites teóricos. Con el perfeccionamiento de los métodos de
fabricación se llegó a los límites teóricos de atenuación (dispersión de Rayleigh) y la segunda ventana resultó ser más
interesante que la primera. La segunda razón es el tipo de semiconductor que es usado para la emisión. En la primer ventana
se usan derivados de AsGa (Arseniuro degalio) y en la segunda derivados de InP (Fosfuro de indio). Los primeros estaban
disponibles con anterioridad debido a la aplicación en microondas desde 1960. La segunda ventana es muchas veces más
atractiva que la tercera por tener valores de atenuación sólo algo mayor y tener el mínimo de dispersión cromática.
Los nuevos desarrollos en fibras ópticas tienen varias líneas de investigación. Lasfibras policristalinas tienen muy pobres
propiedades mecánicas y sufren de esparcimientos de las señales inducidas. Los vidrios de Germanio (GeO2) son de fácil
producción pero tienen una longitud de onda de corte reducida. Los vidrios calcónidos (AsS; AsSe) tienen un mínimo ancho
de banda teórico de 0,01 dB/km a 4,54 µm. Los vidrios fluorados (ZrF4) son los más interesantes con atenuación de0,001dB/km a 3,44µm. Por ejemplo, ya se producen fibras de flúor con diámetro de 150 µm y NA de 0,2 debajo de 1 dB/km
entre 0,5 y 2 µm. (Referencia: Fig 04).
Las FO se utilizan en varias aplicaciones industriales como sensores. Por ejemplo, el puente Taylor sobre el río Assiniboine
en Canadá está construido con vigas de polímero reforzado de fibras de Carbono y vídrio. En su interior las FO llevanluz
hasta detectores de presión. La longitud de onda reflejada por los medidores depende de la temperatura y la presión.

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CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS

2- PROPAGACIÓN DEL CAMPO EH EN LA FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica FO (Fiber Optic) se encuentra compuesta de 3 capas de material:
-El centro o núcleo (Core), cuya estructura y dimensiones dependen del tipo de FO y está...