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Es bien sabido que las fibras ópticas se clasifican en monomodo y multimodo según el módulo del punto de transmisión. El núcleo de una fibra monomodo es relativamente delgado, y el ancho de banda, la capacidad y la distancia de transmisión son elevados. Sin embargo, al requerir una fuente láser, su coste es mayor. Fibras multimodo como atenuadores multimodo , cables de cobre multimodo, conectores de PVC multimodo OM1/OM2, cables multimodo para interiores, casetes MPO multimodo , etc.
A medida que el despliegue de la fibra se ha generalizado, la fibra multimodo ha atraído mucha atención. Actualmente, investigadores rusos y finlandeses colaboran en un programa de prueba de concepto para expandir aún más el uso de fibras multimodo con diámetros de núcleo más grandes. Los investigadores utilizan láseres de alta potencia y materiales anisotrópicos y esperan desarrollar transmisiones ópticas que mantengan la coherencia de la fibra. Mantener la coherencia de la luz es una condición necesaria para la creación de computadoras cuánticas y redes de sensores. También ayuda a las fibras multimodo a reemplazar las costosas fibras monomodo en aplicaciones de comunicaciones más remotas.
La fibra óptica es la columna vertebral de las comunicaciones modernas. La fibra monomodo predomina en las aplicaciones de larga distancia debido a su fiabilidad; sin embargo, esta fibra tiene un diámetro interno de tan solo 10 micrómetros (µs) y es muy cara. La fibra multimodo, de menor coste, tiene un diámetro interno de 100µs, y se utiliza actualmente para comunicaciones de corta distancia. Generalmente, admite distancias de 1000 metros y una velocidad de transmisión de 1 Gbit/s.
Fig. 1: Distribución lateral de la intensidad de la radiación luminosa en el haz de salida (Fuente de datos: MIPT)
Las fibras que mantienen la coherencia ofrecen mayores ventajas que los sensores semiconductores, ya que requieren poca energía. Esto se debe a la incapacidad de los sistemas de sensores distribuidos para funcionar. Además, estas fibras pueden utilizarse no solo en sistemas láser de alta potencia, sino también como sensores, ya que los cambios en las características de polarización se deben a cambios en el entorno que detectan con precisión.
La protección de las fibras ópticas ofrece ventajas sobre los sensores semiconductores, ya que requieren poca energía y pueden manejar el resultado de un sistema de sensores distribuido. No solo se pueden utilizar en sistemas láser de alta potencia, sino que su uso como sensores se debe a que los cambios en sus propiedades de polarización permiten detectar con precisión los cambios causados por factores ambientales.
Figura 2: La figura muestra el diámetro de la capa protectora exterior a lo largo de las tres fibras cónicas (lado izquierdo) y el diámetro de su núcleo (lado derecho). Ilustración: Se muestra una sección transversal de una estructura de fibra anisotrópica; la fibra se compone de un núcleo, una capa protectora interna ovalada y una capa protectora externa. (Fuente de datos: MIPT)
Los láseres de fibra utilizan resonadores ópticos para reflejar la luz de un lado a otro, lo que da lugar a láseres. Actualmente, este láser está recién terminado. En el modo básico (arriba a la izquierda en la Figura 1), la potencia está limitada a la capacidad de la fibra de 10 nm . El aumento de la potencia de transmisión de los láseres grandes provoca variaciones incontroladas en el índice de refracción de la fibra, lo que provoca efectos parásitos no lineales. La solución adoptada por investigadores rusos y finlandeses fue modificar el núcleo y la capa protectora interna (Figura 2). Investigadores rusos y finlandeses han utilizado esta técnica para confirmar que menos del 1 % de la energía transmitida a través de láseres de alta potencia se pierde en la fibra de 100 µs. Los investigadores han preservado completamente las propiedades de polarización de las fibras ópticas mediante la creación de una capa protectora interna que protege las propiedades anisotrópicas de las fibras ópticas grandes (lo que indica que se propagan solo en la dirección longitudinal, ya que la capa protectora interna es ovalada).
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