sistemas

Universidad de Oviedo

Curso:

Fibra Óptica

Juan Carlos Campo Rodríguez. Area de Tecnología Electrónica

INDICE

La Fibra Óptica
El Espectro
Leyes de la Refracción
Elementos de la Fibra
Apertura numérica
Tipos de Fibras
Propagación de la luz
Características de las Fibras
Atenuación
Pérdidas por Absorción
Pérdidas por Dispersión
Otras fuentes de Pérdidas
Las VentanasDispersión Modal
Dispersión Cromática

La Fibra Óptica

ATE

El Espectro

Longitud de onda en µm

Región Visible

1000

Ondas de radio

30

Inf. Lejano

3

Inf. Medio

Inf. Cercano

Rojo

Naranja

Amarillo

Verde

0.78

Azul

Violeta

Ultravioleta

0.39

Infrarrojo

La región más interesante es el Infrarrojo Cercano

El Espectro

La Fibra ÓpticaATE

Leyes de la refracción
1ª Ley
Normal

Substancia 1
Índice de refracción n1

Rayo incidente
Superficie de separación
entre ambas substancias
Substancia 2
Índice de refracción n2

Rayo refractado

2ª Ley
Índice de refracción n1

Normal
Rayo incidente

θa

Índice de refracción n2

θb

Rayo refractado

sen θ a n2
=
sen θ c n1
Leyes de la refracción

La FibraÓptica

ATE

Índice de refracción n2
Corteza

Núcleo

Índice de refracción n1

Índice de refracción n2

Ángulo límite

Corteza

θc

Núcleo

Rayo de luz

Índice de refracción n1

Elementos de la fibra

La Fibra Óptica

ATE

Apertura Numérica

Índice de refracción n2

θc

Ángulo límite

θc

θa

Núcleo

Rayo de
luz
Corteza

Rayo de luz
en ángulo mayorque
el límite

Índice de refracción n1

2
2
AN = n0 senθ a = n1 − n2

Apertura Numérica

ATE
Fibras de salto de índice y de índice gradual
Fibra de salto
de índice

Núcleo
Índice de refracción n1

Fibra de índice
gradual

Índice de refracción

Corteza
Índice de refracción n1

n1

n2

Trayectorias de los rayos en los distintos tipos de fibras
Corteza
Núcleo
Rayo deluz

Fibra de salto
de índice

Fibra de índice
gradual

Tipos de Fibras

La Fibra Óptica

ATE

Propagación de la luz en la fibra: Los MODOS

Primeros modos de propagación de la luz en una
fibra
Frecuencia característica

V=
Si V2.4

2 ⋅π 2
⋅ a ⋅ AN 2
λ
Monomodo
Multimodo

Efecto muy pernicioso:
Dispersión modal

Propagación de la Luz

La Fibra Óptica

ATEAtenuación
Pérdida de la potencia de la luz a medida que se transmite a lo
largo de la fibra

a( λ ) =

Pe
1
⋅10 ⋅ log ( dB / km )
L
Ps

Ps: Potencia luminosa de salida
Pe: Potencia luminosa de entrada
L: Longitud del tramo de fibra óptica

Causas:
- Pérdidas por Absorción
- Pérdidas por Dispersión (Scattering)
- Otras fuentes de pérdidas

Atenuación (dB)

100
10
1
0.10.01

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Longitud de onda (µm)

1.8

Características de las fibras: Atenuación

La Fibra Óptica

ATE

Atenuación (Pérdidas por Absorción)
Atenuación debida a la interacción luz-materia
Absorción intrínseca

Atenuación (dB)

100

10

1
Absorción ultravioleta
Absorción infrarroja

0.1
0.01
0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Longitudde onda (µm)
Absorción extrínseca

Atenuación (dB)

103
102
101
100
10-1

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Longitud de onda (µm)

1.8

Características de las fibras: Atenuación

La Fibra Óptica

ATE

Atenuación (Pérdidas por Dispersión de Rayleigh)
Inversamente proporcionales a la cuarta potencia de la longitud
de onda

Atenuación (dB)

100

10

1

0.1Dispersión de Rayleigh

0.01
0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Longitud de onda (µm)

Dependen también del material

Tipo de Material

Sílice
Silicato potásico
Borosilicato sódico
Silicato de sodio y calcio

Pérdidas debido a la
dispersión Rayleigh
(dB/Km) a 850 nm
1.2
0.7
2.3
0.8

Características de las fibras: Atenuación

La Fibra Óptica

ATE

Atenuación (Otras...