Propiedades físicas de la fibra óptica 1

Grupo 2 - Resumen
Propiedades físicas de la fibra óptica
Edie González, Ricardo Aizprúa, Armando De Sedas, Javier Prado

Las fibras ópticas son fabricadas con un determinado material y como tal sus propiedades físicas introducen algunos cambios en la forma en que la radiación luminosa avanza a través de un medio material.

Características Generales
El material básico para la construcción de lafibra es la Sílice (oxido de silicio).
La sílice es uno de los materiales más abundantes en la corteza terrestre, lo que causa que sea de bajo costo. El proceso de la fabricación de la fibra óptica en la actualidad se han abaratado por lo que una fibra óptica de sílice resulta más económica que un cable convencional.
Las propiedades que presenta el sílice se dividen en dos bloques:
El primerbloque se refiere a las pérdidas que pueden originar sobre la radiación que se transmite a través de la fibra. Estas posibles pérdidas provienen de dos fuentes distintas:
Perdidas intrínsecas: se producen por el material la fibra
Perdidas extrínsecas: provienen de todo lo ajeno al material pero aparecen conjuntamente con ella, como las impurezas de otros materiales o defectos estructurales de lafibra surgidos en su fabricación.
El segundo bloque es de cómo el propio material altera las características como la longitud de onda de la radiación y de la intensidad de un pulso de luz que se propaga por la fibra.

Atenuación de una señal óptica
Es el parámetro físico más importante que se determina en una radiación electromagnética a su paso por la fibra.
La atenuación se expresa endecibelios por kilómetros y viene dada por: donde es la potencia óptica medida a la entrada de la fibra, es la potencia a la salida tras haber recorrido una cierta distancia .
Los mecanismos esenciales de pérdidas que surgen en el caso de una radiación que se desplaza a través de una fibra óptica son los derivados de la absorción, de la dispersión y de la radiación perdida hacia el exterior.Absorción
La absorción afecta la radiación óptica que pasa por la fibra y pueden proceder del propio material y de las impurezas que pueda tener la fibra.

Absorción intrínseca (debida a rayos ultravioletas e infrarrojos)

Este mecanismo de pérdidas se debe a la interacción existente entre los fotones que viajan por la fibra y las moléculas que componen el núcleo. La energía fotónica es cedida a lasmoléculas de sílice que van encontrando los fotones en su camino, produciendo vibraciones en las mismas.

La absorción debida a la componente de radiación ultravioleta de la luz transmitida decrece exponencialmente con la longitud de onda, y es casi despreciable a partir de los 1000 nm.

Por otra parte la absorción debida a los rayos infrarrojos se origina por las vibraciones entre átomos de silicio yoxígeno, creciendo exponencialmente con la longitud de onda, pero no es apreciable hasta los 1400 nm.

Un vidrio de sílice tiene muy poca absorción debida a su estructura atómica en el rango espectral del infrarrojo cercano.

En algunos vidrios sin contenido en óxidos como los compuestos de fluoruros y cloruros tienen sus picos de absorción mucho más alejados de la zona de interés, por encima delas 50μm, reduciendo mucho la atenuación.

Absorción extrínseca (debida a impurezas)

En fibras comerciales fabricadas por medio de técnicas de manejo de material fundido las principales fuentes de atenuación son causadas por la absorción de materiales no deseados que son típicamente metales de transición.

Los tipos de impurezas más usuales en la sílice de la fibra son las metálicas (hierro,cromo, cobalto y níquel) y los iones hidroxilo (OH). Las impurezas metálicas originan una pérdida de 1 dB/Km si su concentración es de una parte por millón, pero al ser relativamente fácil su control en el proceso de fabricación se puede reducir al mínimo. En cambio, las del tipo hidroxilo presentes por deposición de partículas de vapor de agua durante el proceso de fabricación de la fibra no son...