Fibra de índice graduado

<p>Definición: La fibra de índice graduado es otro tipo de fibra óptica en la que el índice de refracción del núcleo no es uniforme. Esta falta de uniformidad está presente porque el índice de refracción es mayor en el eje del núcleo y se reduce continuamente con el movimiento radial alejándose del eje.

Sin embargo, el índice de refracción del revestimiento es constante en el caso de fibra de índice graduado. Por lo tanto, la naturaleza del índice de refracción del núcleo es algo parabólica.

A diferencia de la fibra óptica de índice graduado, la fibra de índice escalonado tiene un índice de refracción constante tanto en el núcleo como en el revestimiento.

En la figura que se muestra a continuación se puede ver la fibra de índice graduado con su perfil de índice:

fibra de índice graduado

En este tipo de fibra, el rayo de luz experimenta refracción, por lo que se desvía hacia el núcleo. Permitiendo así la propagación del rayo en un camino curvo.

El índice de refracción de la fibra de índice graduado en el término matemático se expresa como:

equivalente a 1 ''

: a es el radio del núcleo

r es la distancia radial desde el eje central

α muestra la característica del perfil del índice de refracción

n1 y n2 son los índices de refracción del núcleo y el revestimiento, respectivamente.

Echemos un vistazo a la curva que se muestra a continuación que representa la variación en el perfil del índice de refracción con varios valores de α:

gráfico para fibra de índice graduado

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Fibra multimodo de índice graduado

El diámetro del núcleo en la fibra multimodo de índice graduado es algo entre 50 y 100 micrómetros. El gran diámetro del núcleo permite que múltiples rayos se propaguen a través de la fibra.

La onda de luz que viaja por el interior de la fibra cambia su comportamiento con el tiempo mientras viaja por su interior. Como ya hemos discutido, el índice de refracción del núcleo en el eje es comparativamente mayor que en la otra parte dentro de él.

Así, cuando se permite que la luz se propague dentro de la fibra, entonces viaja desde un medio menos denso a un medio más denso. Sin embargo, somos conscientes del hecho de que para que TIR tenga lugar, la luz debe viajar desde un medio más denso a uno más raro. Entonces, el rayo de luz, a pesar de ser reflejado, se refracta dentro del núcleo.

Por lo tanto, la luz al viajar se refracta continuamente y se dobla. Así, en el caso de fibra multimodo de índice gradual, los rayos de luz no se propagan siguiendo una línea recta, sino que siguen una trayectoria parabólica debido a la falta de uniformidad en el índice de refracción del núcleo.

transmisión de rayos en fibra de índice graduado multimodo

Sin embargo, algunos de los modos viajan en línea recta o poseen una naturaleza menos parabólica. Por lo tanto, estos rayos de luz debido al movimiento en la región de alto índice de refracción se propagan más lentamente que los que siguen un camino altamente parabólico.

Los rayos que se propagan a través de la región que está alejada del eje viajan a través de la región de índice de refracción más bajo y recorren un camino más largo pero se propagan rápidamente.

Entonces, esto reduce un poco el tiempo de propagación en el otro extremo de la fibra. Por lo tanto, todos los rayos llegan al mismo tiempo a pesar de viajar por diferentes caminos.

Esto elimina las posibilidades de dispersión dentro del núcleo.

Ventajas de la fibra de índice graduado

  • Puede transmitir una gran cantidad de información.
  • La distorsión es comparativamente pequeña que la fibra de índice escalonado.

Desventajas de la fibra de índice graduado

  • Estas fibras poseen una eficiencia de acoplamiento de luz baja.
  • Es algo más cara que la fibra de índice escalonado.

Por lo tanto, a partir de la discusión anterior, podemos decir que en el caso de la fibra de índice gradual, la señal de información transmitida se puede propagar de manera eficiente y las posibilidades de dispersión también son menores en este caso.

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