UNIV. ALEX GUSTAVO LINARES SAAVEDRA FABRICACION DE LA FIBRA OPTICA materia: SISTEMAS DE COMUNICACION POR FIBRA OPTICA UNIV. ALEX GUSTAVO LINARES SAAVEDRA

fibra Óptica: La fibra óptica son filamentos de vidrio del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.

Como funciona: El sistema básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada, amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo ), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor, amplificador y señal de salida. En resumen, se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el transmisor de LED’S (diodos emisores de luz) y láser.

Características técnicas La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres características fundamentales: 1) Del diseño geométrico de la fibra. 2) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración (diseño óptico). 3) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.

Características mecánicas Es necesario disponer de cubiertas y protecciones de calidad capaces de proteger a la fibra. Para alcanzar tal objetivo hay que tener en cuenta su sensibilidad a la curvatura y micro curvatura, la resistencia mecánica y las características de envejecimiento.

Fabricación de la F.O.

Proceso de Fabricación

La fabricación de la F.O. 1) Creación de la preforma Para la generación de la preforma se utilizan distintos métodos que los podemos englobar en los grupos siguientes: Métodos en fase líquida Los métodos en fase líquida sólo permiten la fabricación de fibras de salto de índice. Método de la varilla en tubo (rod in tube) Método de los crisoles Técnicas de deposición de vapor Los métodos en fase de vapor son los más empleados en la actualidad y los que permiten una mayor versatilidad de fabricación, ya que con ellos pueden obtenerse fibras de salto de índice y de índice gradual. Deposición química modificada en fase de vapor (MCVD) Deposición química en fase de vapor activada por plasma (PCVD) Deposición externa en fase de vapor (OVCD) Deposición axial en fase de vapor (VAD)

2) Procedimiento de estirado Una vez que se dispone de la preforma, fabricada por medio de cualquiera de los métodos mencionados anteriormente, puede proceder al segundo paso, que consiste en la obtención de la fibra óptica propiamente dicha mediante un procedimiento de estirado de la preforma y posterior aplicación de un revestimiento primario. 3) Pruebas y mediciones Después del estirado la fibra pasa a la etapa de prueba y medidas en la cual se verifican todos los parámetros ópticos y geométricos. Existen tres tipos de pruebas: mecánico, óptico, y geométrico.

Métodos para la fabricación: Método por fusión de vidrio. Una varilla de vidrio como núcleo se coloca dentro del tubo de vidrio del cladding. En el extremo de este ensamblado se aumenta la temperatura; y ambos vidrios son ablandados obteniéndose una fibra por arrastre. .La varilla y el tubo son normalmente de 1 m. de longitud. La varilla del núcleo tiene típicamente 30 mm de diámetro. El vidrio del núcleo y el vidrio del cladding deben tener temperaturas de ablandamiento similares. Este método es relativamente fácil: apenas se necesita comprar la varilla y el tubo. Sin embargo, uno debe tener mucho cuidado para no introducir impurezas entre el núcleo y el cladding .

Método de los dos crisoles. Fig. Crisol doble El vidrio fundido del núcleo se coloca en el crisol interno. El vidrio fundido del cladding se coloca en el crisol exterior. Los dos vidrios se unen en la base exterior y la fibra se obtiene por arrastre. Pueden producirse Fibras de gran longitud Pueden obtenerse fibras de índice escalón y fibras de índice gradual con este método

Fabricación de la preforma por técnica de deposición de vapor: Método de dep. de vapor externo OVD Fig.- Los vapores químicos se oxidan en una llama en un proceso llamado hidrolisis. La deposición se hace por fuera de una vara de sílice conforme la antorcha se mueve lateralmente. Cuando la deposición está completa, la varilla es alejada y el tubo resultante se colapsa térmicamente.

Método de dep. de vapor axial AVD   Fig. La deposición ocurre en el extremo de un sílice en rotación conforme los vapores químicos reaccionan para formar la sílica. El núcleo preformado y pueden hacerse fibras muy largas con esta técnica. Pueden fabricarse fibras del índice escalón y fibras del índice gradual de esta manera.

Deposición de Vapor Químico Modificado Etapa 1: Fig. En el método MCVD,ocurren un aserie de reacciones químicas que transforman una mezcla de gases en una varilla solida de vidrio llamado Preforma.

  Fig.- Los químicos son mezclados dentro de un tubo de vidrio que está rodando en un torno. Ellos reaccionan y las partículas sumamente finas de germanio o vidrio de silicio o de fosforo son depositados en la parte interna del tubo. Un quemador móvil que sigue al tubo: Causa una reacción que toma lugar y entonces enfoca el material depositado. La preforma es depositado capa por capa que empezando primero con la capa del cladding y es seguido por la capa del núcleo. Variando la mezcla de los químicos se cambia el índice refractivo del vidrio. Cuando la deposición está completa, el tubo se colapsa a 2000 C dentro de una preforma de sílice de alta pureza con un núcleo de composición diferente. La Preforma es entonces colocado en un horno para el estirado.

Deposicion de vapor quimico modificado reforzado con plasma PMCVD FIG. La Deposición de Vapor Química Modificada con reforzamiento de plasma es similar en principio de MCVD. La diferencia queda en el uso de un plasma en lugar de una antorcha. El plasma es una región de gases ionizados eléctricamente calentados. Proporciona calor suficiente para aumentar la reacción química que está dentro del tubo y la velocidad de deposición. Esta técnica puede usarse para fabricar fibras muy largas (50 km). Se usa para los dos tipos de fibra de índice escalón e índice gradual.

Estiramiento de la fibra. La punta de la preforma se calienta a aproximadamente 2000°C en un horno. Cuando el vidrio se ablanda, una cuerda delgada de vidrio ablandada cae ayudada por la gravedad y se enfria al caer. Cuando la fibra es arrastrado su diámetro es constantemente supervisado Una cubierta de plástico se aplica entonces a la fibra, antes de que toque cualquier componente. La capa protege la fibra del polvo y humedad. La fibra se envuelve al final del proceso alrededor de una bobina. Durante el proceso del estirado, el diámetro de la fibra es controlado a 125 micras dentro de una tolerancia de 1 micra. El valor real del diámetro es comparado con los 125-micrometros, y las desviaciones se corrigen con cambios en la velocidad de arrastre. Si el diámetro de la fibra aumenta, la velocidad del estirándose aumenta; si el diámetro de fibra empieza a disminuir, la velocidad se disminuye. Una a dos-capa de protección se aplica entonces a la fibra--una capa interna suave y una capa exterior dura. Estas capas son tratadas por lámparas ultravioletas. El proceso de estirado es automatizado y no requiere virtualmente de ningún operador

Pruebas y Mediciones. Existen tres tipos de pruebas: mecánico, óptico, y geométrico. Primero: Se prueba la fuerza de tensión de la fibra. Cada bobina de fibra es arrastrada y se enrolla a través de una serie de cabrestantes y sujeta a cargas para asegurar que la fibra muestre una fuerza de tensión mínima de 100,000 lb. La fibra se devana en carrete y se corta a longitudes específicas. Segundo: La fibra óptica también se prueba para evitar defectos puntuales con un reflectometro óptico, el cual indicara cualquier anomalía a lo largo de la longitud de la fibra. Una serie de parámetros ópticos dependen de la longitud de onda. Estos parámetros incluyen: la atenuación, y el ancho de banda, La apertura numérica, la dispersión cromática. Tercero: las fibra multimodos y monomodos son probados en sus parámetros geométricos, incluye pruebas del diámetro del cladding, la no circularidad del cladding, cubierta del diámetro exterior, la no circularidad del diámetro exterior, error de concentricidad del cladding y del núcleo, y diámetro del núcleo.

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