Progresos en fibras ópticas plásticas de bajas pérdidas y gran ancho de banda

CONCEPTO BÁSICO Y CLASIFICACIÓN DE FIBRAS ÓPTICAS

El principio de propagación de la luz a través de los POF es el mismo que el de los GOF. Los POF se componen básicamente de dos capas coaxiales: el núcleo y el revestimiento. El núcleo es la parte interior de la fibra que guía la luz, mientras que el revestimiento rodea completamente el núcleo. El índice de refracción del núcleo es ligeramente mayor que el del revestimiento. Por lo tanto, cuando el ángulo de incidencia de la luz entrante al núcleo es mayor que el ángulo crítico, la entrada se limita a la región del núcleo debido a la reflexión interna total en la interfaz entre los diferentes materiales dieléctricos que componen cada capa. Aunque este concepto simple es una aproximación útil a la guía de la luz en muchos tipos de fibras, no proporciona una explicación completa. La luz es en realidad una onda electromagnética con una frecuencia en el rango óptico. Una fibra óptica guía las ondas en distintos patrones llamados modos, que describen la distribución de la energía luminosa a través de la guía de ondas. Las fibras ópticas de uso común se pueden dividir en dos clases según sus propiedades modales: fibras monomodo y multimodo. Las fibras monomodo son fibras de índice escalonado (SI), mientras que las fibras multimodo se pueden dividir en fibras SI y de índice gradual (GI). SI y GI se refieren a patrones de variación en el índice de refracción con la distancia radial desde el eje de la fibra. La Figura 1 muestra esquemáticamente estos tres tipos de fibras: (a) la fibra monomodo, (b) la fibra multimodo SI y (c) la fibra multimodo GI.

Actualmente, la mayoría de los GOF se fabrican con estructuras monomodo y se utilizan comúnmente en aplicaciones de larga distancia, como redes centrales y metropolitanas. Con respecto a la pérdida de acoplamiento, el pequeño núcleo de las fibras monomodo es una seria desventaja; cuanto menor es el diámetro del núcleo, más difícil es acoplar la luz a la fibra. Por lo tanto, las fibras de tipo multimodo GI también se estudiaron ampliamente12-15 y se implementaron en algunas aplicaciones de telecomunicaciones hasta mediados de-1980. Sin embargo, como los GOF monomodo eran muy superiores tanto en atenuación como en ancho de banda, gradualmente cambiaron a aplicaciones de corta duración, como las redes de área de almacenamiento. Acoplar luz en una fibra monomodo requiere inevitablemente tolerancias considerablemente más estrictas que hacerlo en los núcleos más grandes de una fibra multimodo. Sin embargo, se lograron tolerancias tan estrictas; Hoy en día, el GOF monomodo se ha convertido en la opción estándar para prácticamente todo tipo de telecomunicaciones que implican altas tasas de bits o abarcan distancias superiores a un par de kilómetros.

Por otro lado, los POF han atraído la atención como candidatos óptimos para redes de corta distancia, como las redes dentro de edificios.9 Las fibras ópticas deben poder conectar varios dispositivos en las habitaciones individuales de un edificio; por tanto, deben ser flexibles, fáciles de doblar y estar conectados en varios puntos. Como era de esperar, el GOF monomodo no es adecuado para esta aplicación dada su fragilidad y su pequeño núcleo. Por el contrario, los POF se pueden ampliar hasta aproximadamente 1 mm de diámetro sin perder flexibilidad o facilidad de alineación de las fibras.

EL ADVENIMIENTO DE LOS POF Y EL ANÁLISIS DE LA ATENUACIÓN

Actualmente, la mayoría de los GOF se fabrican con estructuras monomodo y se utilizan comúnmente en aplicaciones de larga distancia, como redes centrales y metropolitanas. Con respecto a la pérdida de acoplamiento, el pequeño núcleo de las fibras monomodo es una seria desventaja; cuanto menor es el diámetro del núcleo, más difícil es acoplar la luz a la fibra. Por lo tanto, las fibras de tipo multimodo GI también se estudiaron ampliamente12-15 y se implementaron en algunas aplicaciones de telecomunicaciones hasta mediados de-1980. Sin embargo, como los GOF monomodo eran muy superiores tanto en atenuación como en ancho de banda, gradualmente cambiaron a aplicaciones de corta duración, como las redes de área de almacenamiento. Acoplar luz en una fibra monomodo requiere inevitablemente tolerancias considerablemente más estrictas que hacerlo en los núcleos más grandes de una fibra multimodo. Sin embargo, se lograron tolerancias tan estrictas; Hoy en día, el GOF monomodo se ha convertido en la opción estándar para prácticamente todo tipo de telecomunicaciones que implican altas tasas de bits o abarcan distancias superiores a un par de kilómetros.

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