¿Qué es el empalme de fibras ópticas?
Definición: La unión de fibras ópticas es una técnica empleada para conectar dos fibras ópticas. En el ámbito de la comunicación por fibra óptica, esta técnica se utiliza para crear enlaces ópticos largos, facilitando una transmisión superior y a larga distancia de señales ópticas. Los empalmadores son esencialmente acopladores que establecen una conexión entre dos fibras o haces de fibras. Al unir dos fibras ópticas, se deben considerar factores como la geometría de la fibra, la alineación adecuada y la resistencia mecánica.
Técnicas de Empalme de Fibras Ópticas
Existen principalmente tres técnicas para el empalme de fibras ópticas, las cuales son las siguientes:
Empalme por Fusión
El empalme por fusión es una técnica que crea una conexión permanente (de larga duración) entre dos fibras ópticas. En este proceso, las dos fibras se unen térmicamente. Un instrumento eléctrico, que funciona como un arco eléctrico, es esencial para establecer esta conexión térmica.
Primero, las dos fibras se alinean con precisión y se juntan dentro de un soporte de fibra. Una vez completada la alineación, se activa el arco eléctrico. Cuando se enciende, genera energía que calienta la unión en tope. Este calentamiento derrite los extremos de las fibras, permitiéndoles fusionarse.
Después de que las fibras se han fusionado, su unión se protege cubriéndola con una chaqueta de polietileno o un revestimiento de plástico. La siguiente figura ilustra el empalme por fusión de una fibra óptica:
Utilizando la técnica de empalme por fusión, las pérdidas generadas en el empalme son extremadamente bajas. Para fibras ópticas de modo único y multimodo, el rango de pérdidas es entre 0,05 a 0,10 dB. Una técnica con tales pérdidas mínimas es altamente práctica y útil, ya que solo se pierde una parte insignificante del poder transmitido.
Sin embargo, durante el empalme por fusión, el suministro de calor debe ser regulado cuidadosamente. Esto se debe a que el calor excesivo puede resultar en ocasiones en una unión frágil (delicada).
Empalme Mecánico
El empalme mecánico abarca las siguientes dos categorías:
Empalme en Ranura en V
En esta técnica de empalme, primero se selecciona un sustrato en forma de V. A continuación, los extremos de las dos fibras ópticas se juntan dentro de la ranura. Una vez que las fibras están correctamente alineadas en la ranura, se unen utilizando un adhesivo o gel de igualación de índice, lo que asegura la conexión.El sustrato en V puede estar hecho de plástico, silicio, cerámica o metal.La siguiente figura ilustra la técnica de empalme de fibras ópticas en ranura en V:
Sin embargo, esta técnica incurre en pérdidas de fibra más altas en comparación con el empalme por fusión. Estas pérdidas dependen principalmente de los diámetros del núcleo y de la cladding, así como de la alineación posicional del núcleo respecto al centro.
Es notable que las dos fibras no forman una conexión continua y suave como en el método anteriormente discutido, y la unión es semi-permanente.
Empalme con Tubo Elástico
Esta técnica utiliza un tubo elástico para el empalme de fibras, aplicándose predominantemente a fibras ópticas multimodo. Las pérdidas de fibra aquí son casi comparables a las del empalme por fusión, pero requiere menos equipos y habilidades técnicas que el empalme por fusión.La siguiente figura ilustra la técnica de empalme con tubo elástico:
El material elástico suele ser de goma, con un pequeño orificio cuyo diámetro es ligeramente menor que el de la fibra a empalmar. Ambos extremos de la fibra se afilan para facilitar su inserción en el tubo. Cuando se inserta una fibra con un diámetro ligeramente mayor que el orificio, el material elástico ejerce una fuerza simétrica, expandiéndose para acomodar la fibra. Esta simetría asegura una alineación precisa entre las dos fibras. La técnica permite empalmar fibras de diferentes diámetros, ya que las fibras se auto-alinean a lo largo del eje del tubo.
Ventajas del Empalme de Fibras
Desventajas del Empalme de Fibras
