CARACTERISTICAS DE LA FIBRA OPTICA Y LOS TRANSMISORES OPTICOS

1. AUTOR(A):
ANGELA JIMÉNEZ CI: 26.085.572
ESC DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
FIBRA ÓPTICA Y
TRANSMISORES
ÓPTICOS

2. CONTENIDOLA FIBRA ÓPTICA
•Óptica geométrica.
• Óptica Ondulatoria.
•Tipos de fibra y cables ópticos.
•Características de las fibras ópticas: Atenuación, dispersión,
efectos no lineales.
TRANSMISORES ÓPTICOS
•Principio de emisión de luz.
•Espectros de emisión.
•Diodos emisores de luz (LED).
•El oscilador láser: modos en la cavidad láser láser DBR
sintonizable.
•Rendimiento optico

3. El núcleo es el medio físico que transporta las
señales ópticas de datos desde la fuente de luz al
dispositivo de recepción. Se trata de una sola
fibra continua de vidrio ultra-puro de cuarzo o
dióxido de silicio de diámetro entre 10 y 300
micrones ( m) (10-6m). Cuanto mayor es el
diámetro del núcleo, mayor es la cantidad de luz
que el cable puede transportar.
El revestimiento o aislante de vidrio, que rodea
el núcleo tiene un índice refractante distinto al
del núcleo
La cubierta protectora o recubrimiento, añade
varias capas de plástico con el fin de absorber los
posibles shocks y proporcionar una protección
extra contra las curvaturas excesivas del cable,
es decir, para preservar la fuerza de la fibra. Este
recubrimiento también se mide en micrones ( m)
y su diámetro puede estar entre 250 m y los 900
m.

4. PROPAGACIÓN DE LA LUZ EN LA FIBRA
ÓPTICA
La fibra óptica esta compuesta por una región cilíndrica por la cual se efectúa la
propagación, denominada núcleo, y de una zona externa del núcleo coaxial con el,
necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y que denomina envoltura
o revestimiento.
La capacidad de transmisión de información que tiene depende de tres características:
1. Diseño geométrico de le fibra
2. Propiedades de los materiales empleados en su elaboración
3. Anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuan mayor ancha menor capacidad
de transmisión de información.

5. ÓPTICA GEOMÉTRICA
La óptica geométrica es el estudio de las imágenes, producidas por refracción o
por reflexión de la luz se llama óptica geométrica.
Para estudiar la posición de una imagen con respecto a un objeto se utilizan las
siguientes definiciones:
1. Eje óptico. Eje de abscisas perpendicular al plano refractor. El sentido positivo
se toma a la derecha al plano refractor, que es el sentido de avance de la luz.
2. Espacio objeto. Espacio que queda a la izquierda del dioptrio.
3. Espacio imagen. Espacio que queda a la derecha del dioptrio.
4. Imagen real e imagen virtual. Se dice que una imagen es real si está formada
por dos rayos refractados convergentes y que es virtual si se toma por las
prolongaciones de dos rayos refractados divergentes.

6. ÓPTICA ONDULATORIA
La óptica ondulatoria estudia las propiedades
ondulatorias de la luz; dado que ella es la propagación de las
ondas electromagnéticas. Se utiliza para el estudio de
difracción e interferencia.
La difracción es un fenómeno característico del
movimiento ondulatorio, el cual consiste en la aparición de
ondas en lugares donde debería estar la sombra geométrica de
los obstáculos.
La interferencia es la
combinación por superposición
de dos o más ondas que se
encuentran en un punto del
espacio.

7. TIPOS DE FIBRA
Las fibras multi-modo: Transmiten
muchas señales por la fibra (usada
en las redes de ordenadores , las
redes de área local). Tienen núcleos
más grandes (cerca de 62,5 micrones
de diámetro) y transmiten la luz
infrarroja (longitud de onda = 850 a
1.300 nm) de diodos emisores de luz
(LEDs).
Fibras monomodos: Transmiten una
señal por la fibra (usada en teléfonos
y la televisión por cable). Las fibras
unimodales tienen núcleos muy
delgados (cerca de 9 micrones de
diámetro) y transmiten la
luz láser infrarroja (longitud de onda =
1.300 a 1.550 nanómetros). Las fibras
multi-modo
Por el número de modos transmitidos (monomodo o multimodo).

8. CABLES OPTICOS
•Patchcord simple CPS: Se usa para fabricar latiguillos o para
interconectar equipos de audio, video, datos así como instrumentación y
control.
•Patchcord doble CPD/CIP: Se usa para la transmisión horizontal de datos
y señales en el interior de edificios.
•Cable de distribución interior CDI : Se usa para la transmisión horizontal
de datos y señales en el interior de edificios
•Cable interior-exterior armado dieléctrico CDAD: Cable muy robusto con
una excelente resistencia mecánica, para instalaciones de interior y
exterior con armadura dieléctrica como protección antirroedores.
•Cable interior-exterior armado
metálico CDAM: Cable muy robusto
ideal para instalaciones en interior, así
como en exterior con armadura
metálica como protección
antirroedores.
•Cable de Distribución interior
reforzado CDIR:Cable muy robusto con
una excelente resistencia mecánica y
gran facilidad de conectorización.

9. CARACTERÍSTICAS DE LA FIBRA
ÓPTICA
Es la disminución de potencia de la
señal óptica, en proporción inversa a la
longitud de fibra. La unidad utilizada para
medir la atenuación en una fibra óptica es
el decibel (dB).
La dispersión óptica ocurre debido
a que la velocidad de la luz a través de la
fibra depende de su longitud de onda y del
modo de propagación. Las diferencias en la
velocidad son pequeñas, pero de manera
similar a la atenuación, esta se acumula con
la longitud.
Los efectos no lineales se pueden
clasificar en dos categorías: Los que se
producen por la interacción de la onda con
los fonones (vibraciones moleculares) en el
sílice. Los que se producen debido a la
dependencia del índice de refracción con la
intensidad del campo eléctrico aplicado.

10. TRANSMISORES OPTICOS
La función de un transmisor óptico es convertir una
señal eléctrica en una señal óptica y enviar está última
hacia la fibra óptica.

11. PRINCIPIO DE EMISIÓN DE LUZ
Las fuentes de luz utilizadas en transmisores ópticos son
básicamente uniones p-n en semiconductores. Cuando la unión
es polarizada directamente, parte de la energía suministrada al
dispositivo, por la corriente electrónica, es emitida en forma de
luz. Dos tipos de fuentes de luz son corrientemente utilizadas en
sistemas de comunicaciones ópticas: diodo láser (LD) y diodo
emisor de luz (LED).

12. ESPECTRO DE EMISIÓN
Es un espectro continuo o
de líneas de radiación emitida por
las sustancias. Es posible observar
un espectro de emisión de una
sustancia al energizar una muestra
del material mediante energía
térmica o bien, con alguna otra
forma de energía (una descarga
eléctrica de alto voltaje si la
sustancia es gaseosa).

13. DIODOS EMISORES DE LUZ (LED)
Son fuentes de luz con emisión
espontánea o natural (no coherente),
son diodos semiconductores de unión
p-n que para emitir luz se polarizan
directamente.
La energía luminosa emitida
por el LED es proporcional al nivel de
corriente de la polarización del diodo.
Existen dos tipos de LED:
•LED de superficie que emite la
luz a través de la superficie de la
zona activa.
•LED de perfil que emite a través
de la sección transversal (este
tipo es mas direccional).

14. OSCILADOR LASER
Consiste en una varilla de un material
que se puede bombear por una lámpara
flash, con una frecuencia de unos 15 Hz. La
salida es Q-conmutada y modo-
bloqueada con el uso de un absorbente
saturable y un modulador acústico-óptico.
La salida consiste en una envoltura de
pulsos que se puede sintonizar para su
optimización ajustando los espejos,
ajustando los prismas para cambiar la
distancia óptica, ajustando el cristal del
modulador acústico-óptico, y ajustando la
frecuencia del modulador.
Podemos ver que cualquier fotón que
sea emitido en una dirección diferente de
la definida por el eje óptico del resonador
óptico se perderá, mientras que cualquier
fotón emitido a lo largo del eje óptico del
oscilador será amplificado por el proceso
de emisión estimulada e inmediatamente
generaremos un enorme flujo de fotones
confinados por el resonador óptico, que se
propaga a lo largo del eje óptico.

15. MODOS EN LA CAVIDAD LASER
Una cavidad láser tiene un gran número de modos de
ondas estacionarias longitudinales dentro de la envolvente
espectral de la transición láser. A pesar de que el láser es de
hecho, casi monocromático, los modos están tan cerca unos
de otros, que puede haber muchos miles de ellos, dentro de
ese estrecho rango de frecuencias.

16. LASER DBR SINTONIZABLE
En los láseres DBR multisección se dispone de una o más
zonas adicionales de bombeo. La variación en la corriente de la
sección DBR (I3 en la figura) varía la densidad de portadores y
por tanto el índice efectivo y la longitud de onda de Bragg. La
corriente I2 proporciona un ajuste fino de la longitud de onda de
emisión.

17. RENDIMIENTO ÓPTICO
Rendimiento óptico (de una
luminaria). Relación entre el flujo total
emitido por la luminaria, medida bajo
condiciones prácticas específicas, y la
suma de cada uno de los flujos
luminosos de las lámparas dentro de la
luminaria.

18. MUCHAS GRACIAS POR SUATENCIÓN