Una fibra óptica (FO)

Una fibra óptica (FO) es una estructura cilíndrica conformada por tres regiones concéntricas (Figura 1.1), cada una de ellas con distintas propiedades [1-3]:

Núcleo (core), es una varilla de vidrio de dióxido de silicio (SiO2) dopado con una pequeña cantidad de dióxido de germanio (GeO2). Su función es permitir la propagación de la luz de manera controlada.

Revestimiento (cladding), es una cubierta de sílice fundido, es decir dióxido de silicio (SiO2). Su función es confinar la luz dentro del núcleo y disminuir las pérdidas por dispersión.

Recubrimiento (buffer), es una cubierta de plástico que se utiliza para proteger la FO contra la humedad, polvo y trabajo mecánico.

Para que exista el confinamiento de la luz, la reflexión interna total y la propagación de la luz en el núcleo de la FO, los índices de refracción del núcleo y del revestimiento (n_1 y n_2, respectivamente) deben ser distintos, siendo n_2<n_1, lo anterior se logra mediante un proceso llamado dopaje, el cual consiste en añadir algunos elementos químicos al núcleo.

Dependiendo de los modos de propagación que soporten las FO, estas se pueden clasificar en mono-modo (SMF, Single Mode Fibres) o multimodo.

Figura 1.1.- Representación gráfica de una Fibra Óptica.

FIBRAS ÓPTICAS BICÓNICAS (TAPERS)

Se fabrican a partir de una FO de dimensiones estándar y constan de tres regiones (Figura 1.2): una región uniforme (waist) y dos regiones de transición cónicas, las cuales conservan las dimensiones originales de la FO en sus extremos (pigtails), lo que permite que la interconexión con otros componentes basados en FO tengan bajas pérdidas [4].

Figura 1.2.- Fibra óptica cónica: a) Representación gráfica (editada de [4]) y b) Fotografía con el MEB.

MICRO Y NANO FIBRAS ÓPTICAS

Para que un taper sea considerado como una micro fibra (MF), el diámetro de la FO adelgazada debe estar en el orden de 1 µm. Si el diámetro de la FO adelgazada se encuentra en el orden de unos cientos de nanómetros (nm); entonces se estará hablando de una nano fibra (NF) [5]. Otros autores, consideran que las MF y NF son FO con diámetros cercanos o menores a la longitud de onda de la luz guiada a través de ellas [6, 7].

En la literatura científica se han utilizado una gran variedad de nombres para hacer referencia a estas guías de onda de una dimensión (1D), dentro de los cuales se encuentran: “fibra óptica/hilo con diámetro de sub-longitud de onda”, “micro fibra”, “nano fibra”, “fibra adelgazada”, “fibra bicónica”, “fibra nano-hilo”, “nano-hilo fotónico/óptico”, “fibra de diámtero sub-micrométrico” y “fibra ultra fina/delgada” [6]. Por simplicidad en esta tesis se usará el acrónimo MNF para referirnos a las FO con diámetros de cientos de nanómetros hasta decenas de micrómetros.

TÉCNICAS DE FABRICACIÓN

Para

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