caracteristicas de las fibras opticas - publicaciones de Roberto Ares

CARACTERISTICAS DE LAS FIBRAS OPTICAS
n(r) = n(0) 2 - AN 2 .(r/ra) α con n(0) = n1 y n(ra) = n2.
donde ra es el radio del núcleo y α un exponente que depende del material y de la longitud de onda que se transmite. El valor
óptimo de α se encuentra cercano a 2 y puede describirse como:
αopt = 2 - 2.Po - ß.(2-Po) con ß = (n1-n2)/n1 y Po = (n/ng).(λ/ß).(dß/dλ)
donde el término dß/dλ indica la dependencia del material y ng es el índice de refracción de grupo:
ng = n - λ.dn/dλ
Se observa que un fibra óptica del tipo multimodo con perfil de índice de refracción gradual parabólico (α cercano a 2)
es optimizada para trabajar en una longitud de onda. Existen fibras ópticas que se denominan de doble ventana que tienen
anchos de banda similares, pero reducidos en ambas longitudes de onda. La apertura numérica en estas fibras ópticas se
reduce desde el centro del núcleo hacia la periferia debido a la reducción del índice. Se define NA para la fibra óptica de
índice gradual al valor que se calcula en el centro del núcleo.
El análisis de las fibras ópticas mediante la propagación de ondas lleva a la siguiente conclusión: el número de modos de
propagación N dentro del núcleo es finito y puede aproximarse por:
N = (α.V 2 ) donde V = 2π.ra.AN/λ
2.(α+2)
De forma que el número de modos de propagación depende del perfil del índice, del radio del núcleo ra, de la longitud de
onda λ y de la AN. El número V se denomina frecuencia normalizada.
De acuerdo con lo indicado, existe el perfil abrupto y gradual, que corresponde a:
-Índice abrupto (α= ∞); N=V 2 /2
-Índice gradual (α= 2); N=V 2 /4
Esta aproximación es válida cuando N es mayor a la unidad. Suponiendo el caso de las fibras ópticas normalizadas por
G.651 (ver la Tabla al final de este Trabajo), se tiene con ra= 25 µm y AN= 0,2:
α= ∞ α= 2
λ= 0,85 µm N= 683 N= 341
λ= 1,30 µm N= 292 N= 146
El número de modos de propagación disminuye con el incremento de la longitud de onda y crece con el aumento del radio.
El uso de un perfil parabólico (α=2) ha disminuido a la mitad el número de modos de propagación y con ello la dispersión
modal.
3.3- LONGITUD DE ONDA DE CORTE
Otra solución para disminuir la dispersión modal es la reducción del número de modos a la unidad (N=1), obteniendo la
denominada fibra óptica monomodo. A partir de 1985 solo las fibras monomodo se usan en telecomunicaciones; las
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