1. Estructura de las fibras ópticas
Unfibra óptica(OF) es una fibra dieléctrica transparente que se utiliza para guiar la luz. Una fibra óptica práctica consta de múltiples capas de medios transparentes, generalmente divididas en tres capas:
Centro: Ubicado en el centro de la fibra (diámetro 5~80μm), compuesto de sílice de alta-pureza, dopado con una pequeña cantidad de dopantes (p. ej., dióxido de germanio, pentóxido de fósforo) para aumentar su índice de refracción (n1). Para las fibras de comunicación, el diámetro del núcleo es de 5 a 10 μm (fibra monomodo-) o de 50 a 80 μm (fibra multimodo).
Revestimiento: Rodeando el núcleo (diámetro ~125μm), compuesto de sílice de alta-pureza con una pequeña cantidad de dopantes (p. ej., trióxido de boro), destinado a reducir su índice de refracción (n2), ligeramente inferior al del núcleo). El revestimiento puede ser de una sola-capa o de varias-capas.
Revestimiento: La capa más externa (hecha de acrilato, caucho de silicona o nailon), que cumple una función protectora. Incluye un revestimiento primario y un revestimiento secundario (chaqueta). Después del recubrimiento, el diámetro exterior de la fibra es de aproximadamente 1,5 cm.
2. Clasificación de las Fibras Ópticas
Existen 4 métodos principales de clasificación de las fibras ópticas; también se pueden clasificar por composición (por ejemplo, fibras de sílice, fibras que contienen fluoruro-, fibras plásticas, etc.).
(1) Clasificación por perfil de índice de refracción de la sección transversal-de fibra
Dividido enFibra de índice escalonado (SIF)yFibra de índice graduado (GIF).
Fibra de índice de paso: Los índices de refracción del núcleo y el revestimiento son uniformes (denotados \\(n_1\\) y \\(n_2\\) respectivamente), con un cambio gradual en la interfaz entre el núcleo y el revestimiento. El perfil del índice de refracción se expresa como:
Esta fue una de las primeras estructuras de fibra, reemplazada gradualmente por fibras de índice graduado en fibras multi-modo, pero ha recuperado la atención como una estructura principal en fibras monomodo-.
Fibra de índice graduado: El índice de refracción en el eje del núcleo (n1) es el mayor, disminuye gradualmente a lo largo de la dirección radial (siguiendo una ley parabólica) y cae hasta el índice de refracción del revestimiento (n2) en la interfaz del núcleo-revestimiento; el índice de refracción del revestimiento es uniforme (n2)
El perfil del índice de refracción se expresa como:
Donde: g es el exponente del perfil del índice de refracción; (a1) es el radio del núcleo; (Delta) es la diferencia relativa del índice de refracción
Característica: Reduce la dispersión modal en fibras multi-modo y aumenta la capacidad de transmisión.
(2) Clasificación por número de modos de propagación
Dividido enFibra multi-modo (MMF)yFibra monomodo (SMF).
Fibra multi-modo: Para una longitud de onda operativa determinada, existen múltiples modos de transmisión en la fibra. El perfil de índice de refracción de la sección transversal-puede ser uniforme (modo-multi-de índice escalonado) o no-uniforme (modo-multi-de índice graduado).Características: características de transmisión deficientes, ancho de banda estrecho, capacidad de transmisión pequeña.
Fibra monomodo: Para una longitud de onda operativa determinada, solo existe un modo de transmisión (el modo fundamental) en la fibra, sin diferencia de retardo intermodal. Características: Ancho de banda mucho mayor que el de las fibras multi-modo, adecuado para transmisión de alta-velocidad.
(3) Clasificación por longitud de onda operativa
Dividido enFibras de longitud de onda corta-yFibras de longitud de onda-larga.
Fibras de longitud de onda corta-: Longitud de onda 0,6~0,9μm (valor típico 0,85μm), uno de los primeros productos, que rara vez se utiliza en la actualidad.
Fibras de longitud de onda-larga: Longitud de onda 1,0~2,0 μm (valores típicos 1,31 μm, 1,55 μm). En esta banda, las fibras de sílice tienen baja atenuación y pequeña dispersión de material. Características: Baja atenuación, amplio ancho de banda, adecuado para comunicaciones de larga-distancia y gran-capacidad.
(4) Clasificación por tipo de revestimiento
Dividido enFibras apretadas-amortiguadasyFibras de tubo-sueltas.
Fibras apretadas-amortiguadas: Los revestimientos secundario y terciario están estrechamente unidos al revestimiento primario, al núcleo y al revestimiento. Desventaja: Las características de temperatura se degradan después del revestimiento (el material del revestimiento tiene un alto coeficiente de expansión; la contracción a baja-temperatura provoca la microflexión de la fibra, lo que aumenta la atenuación).
Fibras de tubo-sueltas: La fibra pre-recubierta se coloca suelta en un tubo de plástico, sin recubrimiento secundario ni terciario. Ventajas: Proceso de fabricación simple; mejores características de atenuación-temperatura y propiedades mecánicas que las fibras-amortiguadas ajustadas, que se utilizan cada vez más.
