Fibra Optica y Laser

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    12-Apr-2016

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fibra optica y tipos

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6.3. FIBRAS PTICASLa fibra ptica es un medio de transmisin, empleado habitualmente en redes de datos, consistente en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plsticos, por el que se envan pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ngulo de reflexin por encima del ngulo lmite de reflexin total, en funcin de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser lser o un led.Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisin por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnticas, y tambin se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra ptica por sobre otros medios de transmisin.

Proceso de fabricacinPara la creacin de la preforma existen cuatro procesos que son principalmente utilizados.La etapa de fabricacin de la preforma puede ser a travs de alguno de los siguientes mtodos: M.C.V.D Modified Chemical Vapor DepositionFue desarrollado originalmente por Corning Glass y modificado por los Laboratorios Bell Telephone para su uso industrial. Utiliza un tubo de cuarzo puro de donde se parte y es depositado en su interior la mezcla de dixido de silicio y aditivos de dopado en forma de capas concntricas. A continuacin en el proceso industrial se instala el tubo en un torno giratorio. El tubo es calentado hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 1400 C y 1600 C mediante un quemador de hidrgeno y oxgeno. Al girar el torno, el quemador comienza a desplazarse a lo largo del tubo. Por un extremo del tubo se introducen los aditivos de dopado, parte fundamental del proceso, ya que de la proporcin de estos aditivos depender el perfil final del ndice de refraccin del ncleo. La deposicin de las sucesivas capas se obtienen de las sucesivas pasadas del quemador, mientras el torno gira; quedando de esta forma sintetizado el ncleo de la fibra ptica. La operacin que resta es el colapso, se logra igualmente con el continuo desplazamiento del quemador, solo que ahora a una temperatura comprendida entre 1700 C y 1800 C. Precisamente es sta temperatura la que garantiza el ablandamiento del cuarzo, convirtindose as el tubo en el cilindro macizo que constituye la preforma. Las dimensiones de la preforma suelen ser de un metro de longitud til y de un centmetro de dimetro exterior. V.A.D Vapor Axial DepositionSu funcionamiento se basa en la tcnica desarrollada por la Nippon Telephone and Telegraph (N.T.T), muy utilizado en Japn por compaas dedicadas a la fabricacin de fibras pticas. La materia prima que utiliza es la misma que el mtodo M.C.V.D, su diferencia con ste radica, que en este ltimo solamente se depositaba el ncleo, mientras que en este adems del ncleo de la FO se deposita el revestimiento. Por esta razn debe cuidarse que en la zona de deposicin axial o ncleo, se deposite ms dixido de germanio que en la periferia, lo que se logran a travs de la introduccin de los parmetros de diseo en el software que sirve de apoyo en el proceso de fabricacin. A partir de un cilindro de vidrio auxiliar que sirve de soporte para la preforma, se inicia el proceso de creacin de sta, depositndose ordenadamente los materiales, a partir del extremo del cilindro quedando as conformada la llamada "preforma porosa". Conforme su tasa de crecimiento se va desprendiendo del cilindro auxiliar de vidrio. El siguiente paso consiste en el colapsado, donde se somete la preforma porosa a una temperatura comprendida entre los 1.500 C y 1.700 C, logrndose as el reblandecimiento del cuarzo. Quedando convertida la preforma porosa hueca en su interior en el cilindro macizo y transparente, mediante el cual se suele describir la preforma.Comparado con el mtodo anterior (M.C.V.D) tiene la ventaja de que permite obtener preformas con mayor dimetro y mayor longitud, a la vez que precisa un menor aporte energtico. El inconveniente ms destacado es la sofisticacin del equipamiento necesario para su realizacin. O.V.D Outside Vapor DepositionDesarrollado por Corning Glass Work. Parte de una varilla de substrato cermica y un quemador. En la llama del quemador son introducidos los cloruros vaporosos y sta caldea la varilla. A continuacin se realiza el proceso denominado sntesis de la preforma, que consiste en el secado de la misma mediante cloro gaseoso y el correspondiente colapsado de forma anloga a los realizados con el mtodo V.A.D, quedando as sintetizados el ncleo y revestimiento de la preforma.Entre las Ventajas, es de citar que las tasas de deposicin que se alcanzan son del orden de 4.3g/min, lo que representa una tasa de fabricacin de FO de 5km/h, habiendo sido eliminadas las prdidas iniciales en el paso de estirado de la preforma. Tambin es posible la fabricacin de fibras de muy baja atenuacin y de gran calidad mediante la optimizacin en el proceso de secado, porque los perfiles as obtenidos son lisos y sin estructura anular reconocible. P.C.V.D Plasma Chemical Vapor DepositionEs desarrollado por Philips, se caracteriza por la obtencin de perfiles lisos sin estructura anular reconocible. Su principio se basa en la oxidacin de los cloruros de silicio y germanio, creando en stos un estado de plasma, seguido del proceso de deposicin interior.Etapa de estiramientode la preformaCualquier tcnica que se utilice que permita la construccin de la preforma es comn en todos los procesos de estiramiento de sta. La tcnica consiste bsicamente en la existencia de un horno tubular abierto en cuyo interior se somete la preforma a una temperatura de 2000 C para lograr el reblandecimiento del cuarzo y que quede fijo el dimetro exterior de la FO. Este dimetro se ha de mantener constante mientras se aplica una tensin sobre la preforma. Para lograr esto, los factores que lo permiten son precisamente la constancia y uniformidad de la tensin de traccin y la ausencia de corrientes de conveccin en el interior del horno. En este proceso se debe cuidar que la atmsfera interior del horno est aislada de partculas provenientes del exterior para evitar que la superficie reblandecida de la FO pueda ser contaminada, o que se puedan crear microfisuras con la consecuente inevitable rotura de la fibra. Aqu es donde tambin se aplica a la fibra un material sinttico que generalmente es un polmero viscoso, el cual posibilita las elevadas velocidades de estirado comprendidas entre 1m/sg y 3m/sg, formndose as una capa uniforme sobre la fibra totalmente libre de burbujas e impurezas. Posteriormente se pasa al endurecimiento de la proteccin antes descrita, quedando as la capa definitiva de polmero elstico. Esto se realiza habitualmente mediante procesos trmicos o a travs de procesos de reacciones qumicas mediante el empleo de radiaciones ultravioletas. AplicacionesSu uso es muy variado: desde comunicaciones digitales y joyas, pasando por sensores y llegando a usos decorativos, como rboles de Navidad, veladores y otros elementos similares. Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos, etc.1998 joya en Fibra ptica oro blanco y diamantes ganadora de competencia de design en Tokio.Comunicaciones con fibra pticaLa fibra ptica se emplea como medio de transmisin en redes de telecomunicaciones ya que por su flexibilidad los conductores pticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plstico o de vidrio y algunas veces de los dos tipos. Por la baja atenuacin que tienen, las fibras de vidrio son utilizadas en medios interurbanos.Sensores de fibra pticaLas fibras pticas se pueden utilizar como sensores para medir: tensin, temperatura, presin y otros parmetros. Su tamao pequeo y el hecho de que por ellas no circula corriente elctrica les dan ciertas ventajas respecto a los sensores elctricos.Las fibras pticas se utilizan como hidrfonos para los sismos o aplicaciones de sonar. Se han desarrollado sistemas hidrofnicos con ms de 100 sensores usando la fibra ptica. Los hidrfonos son usados por la industria de petrleo as como las marinas de guerra de algunos pases. La compaa alemana Sennheiser desarroll un micrfono que trabaja con lser y fibras pticas.Se han desarrollado sensores de fibra ptica para el temperatura y presin de pozos petrolferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de semiconductores.Otro uso de la fibra ptica como un sensor es el girscopo de fibra ptica que usa el Boeing 767 y el uso en microsensores del hidrgeno. IluminacinOtro uso que le podemos dar a la fibra ptica es la iluminacin de cualquier espacio. En los ltimos aos las fibras pticas han empezado a ser muy utilizadas debido a las ventajas que este tipo de iluminacin representa.Entre las ventajas de la iluminacin por fibra podemos mencionar:o Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra slo tiene la capacidad de transmitir los haces de luz, adems de que la lmpara que ilumina la fibra no est en contacto directo con la misma.o Se puede cambiar el color de la iluminacin sin necesidad de cambiar la lmpara: Esto se debe a que la fibra puede transportar el haz de luz de cualquier color sin importar el color de la fibra.o Por medio de fibras, con una sola lmpara se puede hacer una iluminacin ms amplia : Esto es debido a que con una lmpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes lugares. Ms usos de la fibra ptica Se puede usar como una gua de onda en aplicaciones mdicas o industriales en las que es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en la lnea de visin. La fibra ptica se puede emplear como sensor para medir tensiones, temperatura, presin as como otros parmetros. Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de visualizacin largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan en medicina para visualizar objetos a travs de un agujero pequeo. Los endoscopios industriales se usan para propsitos similares, como por ejemplo, para inspeccionar el interior de turbinas. Las fibras pticas se han empleado tambin para usos decorativos incluyendo iluminacin, rboles de Navidad. Lneas de abonado Las fibras pticas son muy usadas en el campo de la iluminacin. Para edificios donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra ptica a cualquier parte del edificio. Se emplea como componente en la confeccin del hormign translcido, invencin creada por el arquitecto hngaro Ron Losonczi, que consiste en una mezcla de hormign y fibra ptica formando un nuevo material que ofrece la resistencia del hormign pero adicionalmente, presenta la particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.Caractersticas

Ncleo y revestimiento de la fibra ptica.La fibra ptica es una gua de ondas dielctrica que opera a frecuencias pticas.Cada filamento consta de un ncleo central de plstico o cristal (xido de silicio y germanio) con un alto ndice de refraccin, rodeado de una capa de un material similar con un ndice de refraccin ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie que limita con un ndice de refraccin menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de ndices y mayor el ngulo de incidencia, se habla entonces de reflexin interna total.En el interior de una fibra ptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ngulos muy abiertos, de tal forma que prcticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las seales luminosas sin prdidas por largas distancias.A lo largo de toda la creacin y desarrollo de la fibra ptica, algunas de sus caractersticas han ido cambiando para mejorarla. Las caractersticas ms destacables de la fibra ptica en la actualidad son: Cobertura ms resistente: La cubierta contiene un 25% ms material que las cubiertas convencionales. Uso dual (interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta, la cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra ptica contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra. Mayor proteccin en lugares hmedos: Se combate la intrusin de la humedad en el interior de la fibra con mltiples capas de proteccin alrededor de sta, lo que proporciona a la fibra, una mayor vida til y confiabilidad en lugares hmedos. Empaquetado de alta densidad: Con el mximo nmero de fibras en el menor dimetro posible se consigue una ms rpida y ms fcil instalacin, donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a conseguir un cable con 72 fibras de construccin sper densa cuyo dimetro es un 50% menor al de los cables convencionales.FuncionamientoLos principios bsicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la ptica geomtrica, principalmente, la ley de la refraccin (principio de reflexin interna total) y la ley de Snell.Su funcionamiento se basa en transmitir por el ncleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el ndice de refraccin del ncleo es mayor al ndice de refraccin del revestimiento, y tambin si el ngulo de incidencia es superior al ngulo lmite.Ventajas Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz). Pequeo tamao, por lo tanto ocupa poco espacio. Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalacin enormemente. Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilmetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional. Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagntico, lo que implica una calidad de transmisin muy buena, ya que la seal es inmune a las tormentas, chisporroteo... Gran seguridad: la intrusin en una fibra ptica es fcilmente detectable por el debilitamiento de la energa lumnica en recepcin, adems, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad. No produce interferencias. Insensibilidad a los parsitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los tneles del metro). Esta propiedad tambin permite la coexistencia por los mismos conductos de cables pticos no metlicos con los cables de energa elctrica. Atenuacin muy pequea independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la seal, adems, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores lser. Gran resistencia mecnica (resistencia a la traccin, lo que facilita la instalacin). Resistencia al calor, fro, corrosin. Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetra, lo que permite detectar rpidamente el lugar y posterior reparacin de la avera, simplificando la labor de mantenimiento. Con un coste menor respecto al cobre. Factores ambientales.DesventajasA pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra ptica presenta una serie de desventajas frente a otros medios de transmisin, siendo las ms relevantes las siguientes: La alta fragilidad de las fibras. Necesidad de usar transmisores y receptores ms costosos. Los empalmes entre fibras son difciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable. No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios. La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversin elctrica-ptica. La fibra ptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.2 No existen memorias pticas. La fibra ptica no transmite energa elctrica, esto limita su aplicacin donde el terminal de recepcin debe ser energizado desde una lnea elctrica. La energa debe proveerse por conductores separados. Las molculas de hidrgeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuacin. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo ms importante para el envejecimiento de la fibra ptica. Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parmetros de los componentes, calidad de la transmisin y pruebas.TiposLas diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagacin. Y segn el modo de propagacin tendremos dos tipos de fibra ptica: multimodo y monomodo.

Tipos de fibra pticaFibra multimodoUna fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por ms de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener ms de mil modos de propagacin de luz. Las fibras multimodo se usan comnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de disear y econmico.El ncleo de una fibra multimodo tiene un ndice de refraccin superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamao del ncleo de una fibra multimodo, es ms fcil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisin.Dependiendo el tipo de ndice de refraccin del ncleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo:ndice escalonado: en este tipo de fibra, el ncleo tiene un ndice de refraccin constante en toda la seccin cilndrica, tiene alta dispersin modal.ndice gradual: mientras en este tipo, el ndice de refraccin no es constante, tiene menor dispersin modal y el ncleo se constituye de distintos materiales.Adems, segn el sistema ISO 11801 para clasificacin de fibras multimodo segn su ancho de banda se incluye el +pichar (multimodo sobre lser) a los ya existentes OM1 y OM2 (multimodo sobre LED). OM1: Fibra 62.5/125 m, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores OM2: Fibra 50/125 m, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores OM3: Fibra 50/125 m, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m), usan lser (VCSEL) como emisores.Bajo OM3 se han conseguido hasta 2000 MHz km (10 Gbit/s), es decir, una velocidades 10 veces mayores que con OM1.Fibra monomodoUna fibra monomodo es una fibra ptica en la que slo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el dimetro del ncleo de la fibra hasta un tamao (8,3 a 10 micrones) que slo permite un modo de propagacin. Su transmisin es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km mximo, mediante un lser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de informacin (decenas de Gbit/s).Componentes de la fibra pticaDentro de los componentes que se usan en la fibra ptica caben destacar los siguientes: los conectores, el tipo de emisor del haz de luz, los conversores de luz, etc.Transmisor de energa ptica. Lleva un modulador para transformar la seal electrnica entrante a la frecuencia aceptada por la fuente luminosa, la cual convierte la seal electrnica (electrones) en una seal ptica (fotones) que se emite a travs de la fibra ptica.Detector de energa ptica. Normalmente es un fotodiodo que convierte la seal ptica recibida en electrones (es necesario tambin un amplificador para generar la seal)Su componente es el silicio y se conecta a la fuente luminosa y al detector de energa ptica. Dichas conexiones requieren una tecnologa compleja.Tipos de pulidoLos extremos de la fibra necesitan un acabado especfico en funcin de su forma de conexin. Los acabados ms habituales son: Plano: Las fibras se terminan de forma plana perpendicular a su eje. PC: (Phisical Contact) Las fibras son terminadas de forma convexa, poniendo en contacto los ncleos de ambas fibras. SPC: (Super PC) Similar al PC pero con un acabado ms fino. Tiene menos prdidas de retorno. UPC: (Ultra PC) Similar al anterior pero an mejor. Enhanced UPC: Mejora del anterior para reducir las prdidas de retorno. APC: (Angled PC) Similar al UPC pero con el plano de corte ligeramente inclinado. Proporciona unas prdidas similares al Enhanced UPC.Tipos de conectoresEstos elementos se encargan de conectar las lneas de fibra a un elemento, ya puede ser un transmisor o un receptor. Los tipos de conectores disponibles son muy variados, entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:

FC, que se usa en la transmisin de datos y en las telecomunicaciones. FDDI, se usa para redes de fibra ptica. LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos. SC y SC-Dplex se utilizan para la transmisin de datos. ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.Emisores del haz de luzEstos dispositivos se encargan de convertir la seal elctrica en seal luminosa, emitiendo el haz de luz que permite la transmisin de datos, estos emisores pueden ser de dos tipos: LEDs. Utilizan una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta, solo se puede usar en fibras multimodo, pero su uso es fcil y su tiempo de vida es muy grande, adems de ser econmicos. Lseres. Este tipo de emisor usa una corriente de 5 a 40 mA, son muy rpidos, se puede usar con los dos tipos de fibra, monomodo y multimodo, pero por el contrario su uso es difcil, su tiempo de vida es largo pero menor que el de los LEDs y tambin son mucho ms costosos.Conversores luz-corriente elctricaEste tipo de dispositivos convierten las seales luminosas que proceden de la fibra ptica en seales elctricas. Se limitan a obtener una corriente a partir de la luz modulada incidente, esta corriente es proporcional a la potencia recibida, y por tanto, a la forma de onda de la seal moduladora.Se fundamenta en el fenmeno opuesto a la recombinacin, es decir, en la generacin de pares electrn-hueco a partir de los fotones. El tipo ms sencillo de detector corresponde a una unin semiconductora P-N.Las condiciones que debe cumplir un fotodetector para su utilizacin en el campo de las comunicaciones, son las siguientes: La corriente inversa (en ausencia de luz) debe ser muy pequea, para as poder detectar seales pticas muy dbiles (alta sensibilidad). Rapidez de respuesta (gran ancho de banda). El nivel de ruido generado por el propio dispositivo ha de ser mnimo.Hay dos tipos de detectores: los fotodiodos PIN y los de avalancha APD. Detectores PIN: su nombre viene de que se componen de una unin P-N y entre esa unin se intercala una nueva zona de material intrnseco (I), la cual mejora la eficacia del detector.Se utiliza principalmente en sistemas que permiten una fcil discriminacin entre posibles niveles de luz y en distancias cortas. Detectores APD: los fotodiodos de avalancha son fotodetectores que muestran, aplicando un alto voltaje en inversa, un efecto interno de ganancia de corriente (aproximadamente 100), debido a la ionizacin de impacto (efecto avalancha). El mecanismo de estos detectores consiste en lanzar un electrn a gran velocidad (con la energa suficiente), contra un tomo para que sea capaz de arrancarle otro electrn.Estos detectores se pueden clasificar en tres tipos: de silicio: presentan un bajo nivel de ruido y un rendimiento de hasta el 90% trabajando en primera ventana. Requieren alta tensin de alimentacin (200-300V). de germanio: aptos para trabajar con longitudes de onda comprendidas entre 1000 y 1300 nm y con un rendimiento del 70%. de compuestos de los grupos III y V.Cables de fibra ptica

Un cable de fibra ptica est compuesto por un grupo de fibras pticas por el cual se transmiten seales luminosas. Las fibras pticas comparten su espacio con hiladuras de aramida que le confieren la necesaria resistencia a la traccin.Los cables de fibra ptica proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la industria de la electrnica y las telecomunicaciones. As, un cable con 8 fibras pticas tiene un tamao bastante ms pequeo que los utilizados habitualmente, puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho mayor.

Un cable de fibra ptica est compuesto por un grupo de fibras pticas por el cual se transmiten seales luminosas. Las fibras pticas comparten su espacio con hiladuras de aramida que le confieren la necesaria resistencia a la traccin.Los cables de fibra ptica proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en la industria de la electrnica y las telecomunicaciones. As, un cable con 8 fibras pticas tiene un tamao bastante ms pequeo que los utilizados habitualmente, puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de 1623 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una distancia entre repetidores mucho mayor.La fibra ptica no se suele emplear tal y como se obtiene tras su proceso de creacin (tan slo con el revestimiento primario), sino que hay que dotarla de ms elementos de refuerzo que permitan su instalacin sin poner en riesgo al vidrio que la conforma. Es un proceso difcil de llevar a cabo, ya que el vidrio es quebradizo y poco dctil. Adems, la seccin de la fibra es muy pequea, por lo que la resistencia que ofrece a romperse es prcticamente nula. Es por tanto necesario protegerla mediante la estructura que denominamos cable.Las funciones del cableLas funciones del cable de fibra ptica son varias. Acta como elemento de proteccin de la(s) fibra(s) ptica(s) que hay en su interior frente a daos y fracturas que puedan producirse tanto en el momento de su instalacin como a lo largo de la vida til de sta. Adems, proporciona suficiente consistencia mecnica para que pueda manejarse en las mismas condiciones de traccin, compresin, torsin y medioambientales que los cables de conductores. Para ello incorporan elementos de refuerzo y aislamiento frente al exterior.Instalacin y explotacinReferente a la instalacin y explotacin del cable, nos encontramos frente a la cuestin esencial de qu tensin es la mxima que debe admitirse durante el tendido para que el cable no se rompa y se garantice una vida media de unos 20 aos.Tcnicas de empalme: Los tipos de empalmes pueden ser: Empalme mecnico con el cual se pueden provocar prdidas del orden de 0,5 dB. Empalme con pegamentos con el cual se pueden provocar prdidas del orden de 0,2 dB. Empalme por fusin de arco elctrico con el cual se logran prdidas del orden de 0,02 dB.Prdida en los cables de Fibra pticaA la prdida de potencia a travs del medio se conoce como Atenuacin, es expresada en decibelios, con un valor positivo en dB, es causada por distintos motivos, como la disminucin en el ancho de banda del sistema, velocidad, eficiencia. La fibra de tipo multimodal, tiene mayor prdida debido a que la onda luminosa se dispersa originada por las impurezas. Las principales causas de prdida en el medio son: Prdidas por absorcin. Ocurre cuando las impurezas en la fibra absorben la luz, y esta se convierte en energa calorfica; las prdidas normales van de 1 a 1000 dB/km. Prdida de Rayleigh. En el momento de la manufactura de la fibra, existe un momento donde no es lquida ni slida y la tensin aplicada durante el enfriamiento puede provocar microscpicas irregularidades que se quedan permanentemente; cuando los rayos de luz pasan por la fibra, estos se difractan haciendo que la luz vaya en diferentes direcciones. Dispersin cromtica. Esta dispersin slo se observa en las fibras tipo unimodal, ocurre cuando los rayos de luz emitidos por la fuente y se propagan sobre el medio, no llegan al extremo opuesto en el mismo tiempo; esto se puede solucionar cambiando el emisor fuente. Prdidas por radiacin. Estas prdidas se presentan cuando la fibra sufre de dobleces, esto puede ocurrir en la instalacin y variacin en la trayectoria, cuando se presenta discontinuidad en el medio. Dispersin modal. Es la diferencia en los tiempos de propagacin de los rayos de luz. Prdidas por acoplamiento. Las prdidas por acoplamiento se dan cuando existen uniones de fibra, se deben a problemas de alineamiento.ConectoresLos conectores ms comunes usados en la fibra ptica para redes de rea local son los conectores ST, LC, FC Y SC.El conector SC (Set and Connect) es un conector de insercin directa que suele utilizarse en conmutadores Ethernet de tipo Gigabit. El conector ST (Set and Twist) es un conector similar al SC, pero requiere un giro del conector para su insercin, de modo similar a los conectores coaxiales.6.4. LASERUn lser (de la sigla inglesa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificacin de luz por emisin estimulada de radiacin) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecnica cuntica, la emisin inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente. La coherencia espacial se corresponde con la capacidad de un haz para permanecer con un pequeo tamao al transmitirse por el vaco en largas distancias y la coherencia temporal se relaciona con la capacidad para concentrar la emisin en un rango espectral muy estrecho.Es decir, es un dispositivo que emite luz (radiacin electromagntica) a travs de un proceso conocido como emisin estimulada. El trmino lser es un acrnimo para la amplificacin de luz por emisin estimulada de radiacin. La luz lser es generalmente coherente, lo que significa que la luz es emitida en un estrecho de baja divergencia del haz, o se puede convertir en una con la ayuda de componentes pticos tales como lentes.El primer lser fue demostrado el 16 de mayo de 1960 por Theodore Maiman en el Hughes Research Laboratories. Cuando se invent por primera vez, se les llamaba "una solucin buscando un problema". Desde entonces, los lseres se han convertido en uno de varios millones de dlares de la industria, la bsqueda de la utilidad en miles de aplicaciones muy variadas. La primera aplicacin de los lseres visibles en la vida cotidiana de la poblacin en general era el supermercado de cdigo de barras escner, introducido en 1974. El reproductor de laserdisc, introducido en 1978, fue el primer producto de consumo con xito para incluir un lser, pero el reproductor de discos compactos fue el primer dispositivo equipado con lser que lleg a ser verdaderamente comn en los hogares de los consumidores, a partir de 1982. Estos dispositivos de almacenaje pticos usan un lser de semiconductor de menos de un milmetro de ancho para explorar la superficie de la disco para la recuperacin de datos. La comunicacin de fibra ptica confa en lsers para transmitir las cantidades grandes de informacin en la velocidad de luz. Otros usos comunes de lsers incluyen impresoras de lser e indicadores de lser. Los lsers son usados en la medicina en reas como "la ciruga sin sangre", la ciruga de ojo de lser, y la microdiseccin de captura de lser y en usos militares como sistemas de defensa de misil, contramedidas electrpticas (EOCM), y LIDAR. Los lsers tambin son usados en hologramas, juegos de luces de lser, y el retiro de pelo de lser.Elementos bsicos de un lser

Ejemplo de dispositivo de emisin laser tpico:1. Medio activo con ganancia ptica2. Energa de bombeo para el lser3. Espejo de alta reflectancia4. Espejo de acoplamiento o salida5. Emisin del haz lserUn lser tpico consta de tres elementos bsicos de operacin. Una cavidad ptica resonante, en la que la luz puede circular, que consta habitualmente de un par de espejos de los cuales uno es de alta reflectancia (cercana al 100%) y otro conocido como acoplador, que tiene una reflectancia menor y que permite la salida de la radiacin laser de la cavidad. Dentro de esta cavidad resonante se sita un medio activo con ganancia ptica, que puede ser slido, lquido o gaseoso (habitualmente el gas se encontrar en estado de plasma parcialmente ionizado) que es el encargado de amplificar la luz. Para poder amplificar la luz, este medio activo necesita un cierto aporte de energa, llamada comnmente bombeo. Este bombeo es generalmente un haz de luz (bombeo ptico) o una corriente elctrica (bombeo elctrico).Cavidad lserLa cavidad ptica resonante conocida tambin como cavidad lser existe en la gran mayora de los dispositivos lser y sirve para mantener la luz circulando a travs del medio activo el mayor nmero de veces posible. Generalmente est compuesta de dos espejos dielctricos que permiten reflectividades controladas que pueden ser muy altas para determinadas longitudes de onda. El espejo de alta reflectividad refleja cerca del 100% de la luz que recibe y el espejo acoplador o de salida, un porcentaje ligeramente menor. Estos espejos pueden ser planos o con determinada curvatura, que cambia su rgimen de estabilidad. Segn el tipo de lser, estos espejos se pueden construir en soportes de vidrio o cristales independientes o en el caso de algunos lseres de estado slido pueden construirse directamente en las caras del medio activo, disminuyendo las necesidades de alineacin posterior y las prdidas por reflexin en las caras del medio activo.Algunos lseres de excmero o la mayora de los lser de nitrgeno, no utilizan una cavidad propiamente dicha, en lugar de ello un slo espejo reflector se utiliza para dirigir la luz hacia la apertura de salida. Otros lser como los construidos en microcavidades pticas7 emplean fenmenos como la reflexin total interna para confinar la luz sin utilizar espejos.Medio activoEl medio activo es el medio material donde se produce la amplificacin ptica. Puede ser de muy diversos materiales y es el que determina en mayor medida las propiedades de la luz lser, longitud de onda, emisin contnua o pulsada, potencia, etc. El medio activo es donde ocurren los procesos de excitacin (electrncica o de estados vibracionales) mediante bombeo de energa, emisin espontnea y emisin estimulada de radiacin. Para que se d la condicin lser, es necesario que la ganancia ptica del medio activo sea inferior a las prdidas de la cavidad ms las prdidas del medio. Dado que la ganancia ptica es el factor limitante en la eficiencia del lser, se tiende a buscar medios materiales que la maximicen, minimizando las prdidas, es por esto que si bien casi cualquier material puede utilizarse como medio activo 8 , slo algunas decenas de materiales son utilizados eficientemente para producir lseres. Con mucha diferencia, los lseres ms abundantes en el mundo son los de semiconductor. Pero tambin son muy comunes los lseres de estado slido y en menos medida los de gas. Otros medios son utilizados principalmente en investigacin o en aplicaciones industriales o mdicas muy concretas.BombeoPara que el medio activo pueda amplificar la radiacin, es necesario excitar sus niveles electrnicos o vibracionales de alguna manera. Comnmente un haz de luz (bombeo ptico) de una lmpara de descarga u otro lser o una corriente elctrica (bombeo elctrico) son empleados para alimentar al medio activo con la energa necesaria. El bombeo ptico se utiliza habitualmente en lseres de estado slido (cristales y vidrios) y lseres de colorante (lquidos y algunos polmeros) y el bombeo elctrico es el preferido en lseres de semiconductor y de gas. En algunas raras ocasiones se utilizan otros esquemas de bombeo que le dan su nombre, por ejemplo a los lseres qumicos o lseres de bombeo nuclear9 que utilizan la energa de la fisin nuclear. Debido a las mltiples prdidas de energa en todos los procesos involucrados, la potencia de bombeo siempre es menor a la potencia de emisin lser.Clasificacin de lseres segn UNE EN 60825-1 /A2-2002Segn la peligrosidad de los lseres y en funcin del Lmite de Emisin Accesible (LEA) se pueden clasificar los lseres en las siguientes categoras de riesgo:o Clase 1: Seguros en condiciones razonables de utilizacin.o Clase 1M: Como la Clase 1, pero no seguros cuando se miran a travs de instrumentos pticos como lupas o binoculares.o Clase 2: Lseres visibles (400 a 700 nm). Los reflejos de aversin protegen el ojo aunque se utilicen con instrumentos pticos.o Clase 2M: Como la Clase 2, pero no seguros cuando se utilizan instrumentos pticos.o Clase 3R: Lseres cuya visin directa es potencialmente peligrosa pero el riesgo es menor y necesitan menos requisitos de fabricacin y medidas de control que la Clase 3B.o Clase 3B: La visin directa del haz es siempre peligrosa, mientras que la reflexin difusa es normalmente segura.o Clase 4: La exposicin directa de ojos y piel siempre es peligrosa y la reflexin difusa normalmente tambin. Pueden originar incendios y explosiones.Aplicaciones del lser en la vida cotidiana Telecomunicaciones: comunicaciones pticas (fibra ptica), Radio Over Fiber. Medicina: operaciones sin sangre, tratamientos quirrgicos, ayudas a la cicatrizacin de heridas, tratamientos de piedras en el rin, operaciones de vista, operaciones odontolgicas. Industria: cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricacin, mediciones de distancias precisas mediante lser. Defensa: Guiado de misiles balsticos, alternativa al radar, cegando a las tropas enemigas. En el caso del Tactical High Energy Laser se est empezando a usar el lser como destructor de blancos. Ingeniera civil: guiado de mquinas tuneladoras en tneles, diferentes aplicaciones en la topografa como mediciones de distancias en lugares inaccesibles o realizacin de un modelo digital del terreno (MDT). Arquitectura: catalogacin de patrimonio. Arqueolgico: documentacin. Investigacin: espectroscopia, interferometra lser, LIDAR, distanciometra. Desarrollos en productos comerciales: impresoras lser, CD, ratones pticos, lectores de cdigo de barras, punteros lser, termmetros, hologramas, aplicaciones en iluminacin de espectculos. Tratamientos cosmticos y ciruga esttica: tratamientos de Acn, celulitis, tratamiento de las estras, depilacin.