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Reflexión y refracción de la luz en transmisiones de fibra óptica

7 noviembre, 2012

Sabemos que la transmisión de información a través de fibra óptica se realiza mediante la luz, pero antes de analizar la importancia que tienen los fenómenos de reflexión y refracción en la transmisión, vamos a ver la estructura de la fibra óptica.

En una manguera de fibra óptica, lo que primero que encontramos en su parte exterior, es una cubierta protectora de polietileno, similar a cualquier tipo de cable. A continuación, dependiendo de las condiciones en las que estará instalada la manguera, encontramos otras capas que le darán la rigidez y protección adecuada frente al medio. En la zona interior es donde se encuentran las fibras ópticas propiamente dichas, inmersas en un gel protector.
Cada una de estas fibras ópticas se compone de un núcleo rodeado completamente de un revestimiento, que está protegido por una cubierta plástica.

Fibra óptica

Tanto el núcleo como el revestimiento se componen de óxido de silicio (SiO2), que es uno de los materiales más abundantes en la tierra. Este es el mismo material que se emplea para la fabricación de los semiconductores. Al igual que en los semiconductores el SiO2 se dopa con impurezas.

Dibujo

El objeto de este dopaje es que núcleo y revestimiento tengan unas propiedades físicas distintas. El núcleo ha de tener un índice de refracción (n1) mayor que el índice de refracción (n2) del revestimiento. Cuando esto se produce, la luz se refleja de tal manera que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente, sin existir refracción. A este comportamiento se le denomina reflexión interna total.

Dibujos

Debido a que el núcleo está completamente rodeado por el revestimiento, se produce un avance de las ondas de luz sin pérdidas hacia el extremo contrario de la fibra. En una situación real van a existir pequeñas atenuaciones debido a que los materiales no son ideales y presentan una resistencia a la propagación de las ondas electromagnéticas. Estas atenuaciones son despreciables frente a las ocasionadas en las transmisiones electrónicas en el cobre.

Fórmula


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