Definición de Fibra Óptica de Índice Escalonado
Definición: Una fibra óptica de índice escalonado es un tipo de fibra óptica clasificada según su distribución del índice de refracción. Como guía de ondas ópticas, presenta un índice de refracción constante dentro del núcleo y otro índice de refracción constante dentro de la cubierta. Es notable que el índice de refracción del núcleo es ligeramente mayor que el de la cubierta, con un cambio repentino que ocurre en la interfaz entre el núcleo y la cubierta, de ahí el término "índice escalonado."
El perfil de índice de refracción de una fibra óptica de índice escalonado se ilustra en la figura siguiente:
Propagación en Fibras Ópticas de Índice Escalonado
Cuando un rayo de luz se propaga a través de una fibra óptica de índice escalonado, sigue un camino zigzagueante compuesto por líneas rectas, un fenómeno habilitado por la reflexión interna total en la interfaz entre el núcleo y la cubierta.
Matemáticamente, el perfil de índice de refracción de una fibra óptica de índice escalonado se expresa como:
a es el radio del núcleo; r es la distancia radial
Modos de la fibra de índice escalonado
Fibra Óptica de Índice Escalonado y Unimodo
En una fibra óptica de índice escalonado y unimodo, el diámetro del núcleo es tan extremadamente pequeño que solo permite un modo de propagación, lo que significa que solo un rayo de luz viaja a través de la fibra. Esta característica única elimina la distorsión causada por las diferencias de retardo entre múltiples rayos.
La propagación de un rayo de luz a través de una fibra óptica de índice escalonado y unimodo se ilustra en la figura siguiente:
Características de la Fibra Óptica de Índice Escalonado y Unimodo
El diámetro del núcleo aquí es notablemente estrecho, permitiendo que solo un modo de propagación viaje a través de la fibra. Típicamente, el tamaño del núcleo varía de 2 a 15 micrómetros.
Fibra Óptica de Índice Escalonado y Multimodo
En fibras ópticas de índice escalonado y multimodo, el diámetro del núcleo es lo suficientemente grande para permitir múltiples modos de propagación, lo que significa que varios rayos de luz pueden viajar a través de la fibra simultáneamente. Sin embargo, esta propagación simultánea de múltiples rayos causa distorsión debido a las diferencias en sus retardos de propagación.
La propagación de los rayos de luz a través de una fibra óptica de índice escalonado y multimodo se muestra en la figura siguiente:
Características del Núcleo de la Fibra Multimodo
La figura anterior ilustra claramente que el diámetro del núcleo es lo suficientemente grande para permitir múltiples caminos de propagación. Típicamente, el tamaño del núcleo varía de 50 a 1000 micrómetros.
Variación del Índice de Refracción en Fibras Ópticas de Índice Escalonado
Es importante destacar que el perfil de índice de refracción de las fibras ópticas de índice escalonado se caracteriza por:
Fuente de Luz y Características de las Fibras Ópticas de Índice Escalonado
Los diodos emisores de luz (LED) son las fuentes de luz principales utilizadas en estas fibras.
Ventajas de las Fibras Ópticas de Índice Escalonado
Desventajas de las Fibras Ópticas de Índice Escalonado
Aplicaciones de las Fibras Ópticas de Índice Escalonado
Las fibras ópticas de índice escalonado se aplican principalmente en conexiones de redes locales (LAN). Esto se debe a que su capacidad de transmisión de información es menor que la de las fibras de índice graduado.
