Fibra óptica : este término significa
Los dispositivos de fibra óptica incluyen láseres , amplificadores, multiplexores , demultiplexores y muchos otros. Los componentes de fibra óptica incluyen aisladores, espejos, conectores, divisores, etc. La base de un dispositivo de fibra óptica es su circuito óptico , un conjunto de componentes de fibra óptica conectados en una determinada secuencia. Los circuitos ópticos pueden ser cerrados o abiertos, con o sin retroalimentación.
La Figura 1 muestra el esquema más simple de un láser de fibra óptica. Las letras indican: A - fibra activa , D - diodo de bomba , M1 y M2 - espejos. Como en el caso de los láseres convencionales, aquí tenemos un resonador con un medio activo, formado por una fibra activa y espejos. Los espejos proporcionan retroalimentación. Uno de los espejos puede tener un reflejo del 100%. Entonces la radiación saldrá solo del extremo opuesto del resonador. Puede haber varios diodos de bomba y pueden estar ubicados en diferentes lados del resonador.
La Figura 2 muestra el circuito amplificador de fibra óptica más simple . Es similar al circuito láser, con la única excepción de que los espejos se reemplazan por aisladores para suprimir la retroalimentación. Los aisladores permiten el paso de la luz en una sola dirección.
Un espejo es un componente que refleja una radiación de cierta frecuencia con un cierto coeficiente de reflexión . El filtro, a su vez, deja pasar radiación de cierta frecuencia, generalmente en un rango de frecuencia estrecho, y absorbe o dispersa el resto de la radiación. Para la fabricación de espejos y filtros se utilizan rejillas de difracción , depositadas sobre la sección del núcleo de fibra. Un análogo del trazo se realiza mediante iluminación ultravioleta, que cambia las propiedades de la fibra en el punto de irradiación. La misma rejilla de difracción para diferentes frecuencias de señal será un espejo o un filtro. Sobre la base de rejillas de fibra de período largo , se pueden crear filtros de banda ancha que absorben en un cierto rango de longitud de onda.
Son dos fibras paralelas, desprovistas de vaina y en contacto entre sí. El contacto y fijación de las fibras se logra a altas temperaturas - por encima del punto de fusión de la fibra. Por lo tanto, las secciones de las fibras se fusionan entre sí. Dependiendo de la longitud de la sección común, como resultado de la interferencia de ondas, es posible obtener una relación de división arbitraria de la señal de salida en dos fibras de salida.
Los combinadores y divisores también pueden basarse en elementos microópticos, incluidas microlentes y espejos parcialmente transparentes con un factor de división dado.
Se conocen diseños de la década de 1980. con pulido a un núcleo de guía de luz y fibras conectadas mecánicamente. Sin embargo, los aleados son los más comunes.
Una fibra capaz de amplificar o generar una señal de una frecuencia específica. Esto se logra introduciendo metales de tierras raras en la fibra de cuarzo, dependiendo de la frecuencia de amplificación requerida. Así, las impurezas de iterbio ( Yb ) dan ganancia a una longitud de onda de 1,06 µm, y las de erbio ( Er ) a una longitud de onda de 1,5 µm. El pico de amplificación está determinado por el pico de transparencia de una impureza particular.
Una fibra que no tiene propiedades de refuerzo. Se utiliza para conectar componentes de fibra óptica entre sí, así como para aumentar la longitud total del circuito óptico, si es necesario.
Como en el caso de los láseres convencionales, es necesario el bombeo del medio activo para iniciar la amplificación y generación. Los diodos láser semiconductores se utilizan para bombear fibras activas. A la salida del cristal semiconductor, el rayo láser se colima y se inyecta en la fibra. La elección de la longitud de onda de los diodos de bombeo se debe a los picos de absorción de las fibras activas, que caen en rangos estrechos en las regiones de 0,81 μm, 0,98 μm y 1,48 μm. Para las fibras de iterbio, el bombeo es más eficiente en el rango de 0,95 a 0,98 μm.
Al observar la relación entre las longitudes de onda de la bomba y la señal, se puede determinar la máxima eficiencia posible de los láseres y amplificadores. Para fibras de iterbio, será 0,95: 1,06 = 90%. En la práctica, la eficiencia, por supuesto, es menor.