FUNDAMENTOS DE FIBRA

                 ÓPTICA

ATENUACIÓN DE LA LUZ EN LAS FIBRAS

ÓPTICAS:

􀂄 Las fibras ópticas son fabricadas en Dióxido de Silicio

(SiO2). Este vidrio normalmente contiene impurezas y

variaciones de composición que pueden provocar

pérdidas por absorción de luz en dichas impurezas.

􀂄 En la fabricación de la fibra también se presentan

pequeñas variaciones dimensionales (diferentes

diámetros) que pueden causar pérdidas de luz por

dispersión.

􀂄 También se presentan pérdidas en empalmes y

conexiones.

􀂄 La atenuación en una fibra óptica es la sumatoria de

pérdidas que se producen a través de todo el enlace.

􀂄 Normalmente la atenuación es expresada en

decibelios por kilómetro y es definida por:

Atenuación (α)=10 Log10 Pe (dB)

Ps

Donde:

Pe : Potencia de entrada

Ps : Potencia de salida

Pérdidas por Acople:

􀂄 Se generan por el acoplamiento de los fotoemisores

(LED-LD) y los fotodetectores (FOTODIODO-PIN)

􀂄 Se puede notar que a mayor diámetro del núcleo hay

menos pérdidas de acople.

􀂄 La fibra con menor diámetro en el núcleo presenta

las mayores pérdidas por acoplamiento, esta es la

razón por la cual deben usarse fuentes de mayor

potencia, como los diodos láser.

Pérdidas por Absorción:

􀂄 Se define como la conversión de energía lumínica en

calor, este fenómeno se da al interior de la fibra.

􀂄 A pesar de que la sílice fundida (SiO2) empleada en

la construcción de las fibras ópticas es 8000 veces

más pura que el vidrio común, contiene impurezas

como iones de metales (Fe, Cu, Cro y Ni). Esta

combinación puede causar picos de atenuación al

presentar líneas de absorción en la región de la luz

visible.

􀂄 Otro problema son los iones de hidróxilo (OH-) cuya

causa son las moléculas de agua que han sido

atrapadas en el vidrio durante el proceso de

fabricación.

Pérdidas por Dispersión:

Puede decirse que la dispersión es el esparcimiento de

un pulso de luz que viaja a través de una fibra óptica,

este esparcimiento ocasiona diferencias de tiempos

entre la entrada y la salida del pulso (T2>T1).

Debido al esparcimiento de los pulsos, estos tienden a

traslaparse haciéndose en muchas ocasiones

irreconocibles por el receptor.

La dispersión puede presentarse bajo tres formas:

Dispersión modal, Dispersión del material y Dispersión

de guía de ondas.

Dispersión Modal:

Se presenta porque cada uno de los modos de luz que

se propagan por la fibra óptica pueden seguir una

trayectoria distinta en el interior del núcleo y como la

velocidad de la luz (C) dentro de la fibra depende del

índice de refracción (n) en cada punto, la propagación

de los modos sufre retardos de tiempo.

En telecomunicaciones y en servicios de banda ancha,

usualmente se usan fibras con dispersión modal de 0,3

nanosegundos por kilómetro.

Dispersión de material o de Rayleigh:

Es una magnitud que depende de la sustancia de

fabricación usada, por lo tanto, puede ser modificada

variando el dopado del vidrio dentro de determinados

límites.

􀀗 Para la mayoría de las fibras usadas actualmente en

la proximidad de los 1300 nanómetros, la dispersión

debida al material se hace nula.

Dispersión de guía ondas:

Depende de parámetros ópticos y geométricos como las

variaciones en el diámetro del núcleo o los cambios en

el perfil del índice de refracción de la fibra que

ocasionan que un porcentaje de potencia de luz no se

refleja en el revestimiento, sino que se refracta en él,

disminuyendo la cantidad de luz que llega al otro

extremo.

􀀗 Este problema puede ser evitado al controlar, durante

el proceso de fabricación de la fibra, los índices de

refracción del núcleo y del revestimiento, así como los

diámetros de los mismos.

􀀗 La experiencia ha demostrado que una variación

máxima del 1% del diámetro del núcleo, ocasiona una

dispersión despreciable.

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