Especial Comunicaciones ópticas (III): Tipos de fibra

En las entregas anteriores de nuestro especial sobre comunicaciones ópticas hemos dado un repaso por la historia de las comunicaciones ópticas hasta llegar a la fibra óptica, para luego dar paso a los principios sobre los que se basa esta tecnología y algunas de sus aplicaciones. Llegados a este punto sólo queda por conocer los diferentes tipos de fibra óptica y cómo se propaga la luz a través de ellos.

Fibras Salto de Índice

Como su nombre indica consiste en un hilo hecho de un material (núcleo) con un cierto índice de refracción (densidad) recubierto de otro material (revestimiento) con menor índice de refracción. Esto produce una unión que facilita que se produzca la reflexión total interna y que por tanto el haz de luz se mantenga dentro de la fibra.

El problema de este tipo de fibras es que son muy complicadas de fabricar ya que cualquier tipo de imperfección en la unión, como una burbuja de aire, hace que ya no exista dicha frontera, no se produzca la reflexión y por tanto no llegue el haz de luz al otro extremo. Además, poseen un problema de dispersión modal.

La dispersión modal es la diferencia de tiempo desde que llega el primer haz de un pulso hasta que llega el último de ese mismo pulso. Esto se produce porque no todos los rayos recorren la misma distancia. En la figura superior podemos observar como el haz dibujado con un rojo más intenso rebota más veces que el resto, por lo que recorre mayor distancia y tarda más en llegar que el rayo que ha rebotado menos.

Una manera de evitar la dispersión modal, o al menos reducirla, es hacer las fibras lo más finas posible, sin embargo, esto aumenta la atenuación o introducir en la fibra el menor número de rayos posible.

Fibras Gradiente de Índice

En este tipo de fibras la frontera no existe como tal, en lugar de provocar un cambio brusco en el índice de refracción, lo que se busca es un cambio gradual. Esta modificación hace que el haz de luz se curve gradualmente en lugar de "rebotar". Además, produce un efecto que no se daba en las fibras salto de índice, el paso periódico por el centro de la fibra.

Este sistema es más sencillo de fabricar ya que durante el proceso de fabricación del hilo se "juega" con la velocidad de enfriado del material para que el índice de refracción sea mayor en el núcleo y vaya descendiendo a medida que nos distanciamos del mismo. Por contra, este tipo de fibras no son tan rápidas como las salto de índice. Por otro lado, este proceso logra que los haces de luz que viajan por el centro de la fibra se propaguen más despacio que los que viajan por los bordes (los que tienen que dar más curvas), gracias a esto se logra que todos los haces lleguen más juntos, aunque más lentos, facilitando la comunicación.

Índice del especial

Especial Comunicaciones Ópticas (I): Mucho más que fibra Especial Comunicaciones Ópticas (II): Qué es una fibra óptica y cómo funciona Especial Comunicaciones Ópticas (III): Tipos de fibra

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