FABRICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA

INTRODUCCIÓN

BREVE HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA

QUE ES LA FIBRA ÓPTICA

FABRICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA

CUIDADOS PARA LA FIBRA ÓPTICA

MÉTODOS PARA LA FABRICACIÓN

ESTANDARES DE LA FIBRA ÓPTICA

PORCENTAJE DE FASE DE LA FIBRA ÓPTICA

INTRODUCCIÓN:

Para navegar por la red mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan

un computador, un módem y algunos programas, sino también una gran dosis de

paciencia. El ciberespacio era un mundo lento hasta hace un tiempo. Un usuario podía

pasar varios minutos esperando a que se cargue una página o varias horas tratando

de  bajar un programa de la Red a su PC.

Esto se debía a que las líneas telefónicas, el medio que utilizaba la mayoría de los 50

millones de usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para transportar

vídeos, gráficas, textos y todos los demás elementos que viajan de un lado a otro en la

Red.

La necesidad de velocidades más altas de transmisión hicieron posible la

implementación de redes de fibra óptica que constituye la base de las modernas redes

de telecomunicaciones de alta capacidad. Una fibra óptica no es más que un

larguísimo filamento de vidrio, tan fino que es perfectamente flexible, debidamente

protegido por una camisa plástica. A través de estos haces se transmiten, mediante un

láser acoplado, señales luminosas que se detectan en el destino.

BREVE HISTORIA DE LA FIBRA ÓPTICA:

Los primeros cables submarinos que sirvieron para la comunicación entre continentes

fueron los cables telegráficos, instalados en los tiempos de la guerra de Secesión. Les

han sucedido los cables coaxiales, para realizar conversaciones telefónicas. El primer

cable coaxial que unió los dos lados del Atlántico, tendido en 1955, correspondía a 48

líneas telefónicas. ¡Cuánto camino se ha recorrido desde entonces gracias a las fibras

ópticas! Un solo par de estos largos y delgados cabellos de vidrio, que vehiculan la

información en forma de impulsos de luz, transmite simultáneamente cerca de

500.000 comunicaciones telefónicas de un continente a otro, es decir a una distancia

de 6.000 a 10.000 km.

La idea de fabricar fibras de vidrio de sílice suficientemente puro para transportar la

luz a grandes distancias se ha ido abriendo camino desde finales de los años 60. El

fundamento: la luz enviada por el interior de la fibra se refleja en sus paredes, lo que

tiene como consecuencia guiar el haz luminoso a lo largo de la fibra, incluso cuando

ésta está curvada; sin embargo, no fue hasta mediados de los años setenta que se

publicaron los resultados del trabajo teórico. Estos indicaban que era posible confiar

un haz luminoso en una fibra transparente flexible y proveer así un análogo óptico de

la señalización por alambres electrónicamente.

El problema técnico que se había de resolver para el avance de la fibra óptica, residía

en las fibras mismas, que absorbían luz que dificultaba el proceso. Para la

comunicación práctica, la fibra óptica debe transmitir señales luminosas estables por

muchos kilómetros. El vidrio ordinario tiene un haz luminoso de pocos metros. Se han

desarrollado nuevos vidrios muy puros con transparencias mucho mayores que la del

vidrio ordinario.

La regla general durante mucho tiempo para las comunicaciones a larga distancia

fueron los enlaces de radio por satélite, que no cedieron el paso a los cables ópticos

hasta el final de los años ochenta. Pero, en la actualidad, la mayor parte de las

comunicaciones intercontinentales se realizan a través de cables ópticos submarinos

que, depositados en el fondo de los océanos, tejen una verdadera red alrededor del

planeta. De este modo, las fibras ópticas han sustituido completamente a los cables

coaxiales. Y, para el usuario, un signo tangible de esta mutación a las fibras ópticas en

las comunicaciones telefónicas intercontinentales fue la desaparición en 1988 del

tiempo muerto de 0,4 segundos, debido al enlace vía satélite. La fibra óptica puede

decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuación de 1000 dB/Km. (al

incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminuía ½), estas perdidas

restringía, las transmisiones ópticas a distancias cortas. En 1970, la compañía de

CORNING GLASS de Estados Unidos fabricó un prototipo de fibra óptica de baja

perdida, con 20 dB/Km. Luego se consiguieron fibras de 7 dB/Km. (1972), 2.5 dB/Km.

(1973), 0.47 dB/Km. (1976), 0.2 dB/Km. (1979). Por tanto a finales de los años 70 y a

principios de los 80, el avance tecnológico en la fabricación de cables ópticos y el

desarrollo de fuentes de luz y detectores, abrieron la puerta al desarrollo de sistemas

de comunicación de fibra óptica de alta calidad, alta capacidad y eficiencia. Este

desarrollo se vio apoyado por diodos emisores de luz LEDs, Fotodiodos y LASER

(amplificación de luz por emisión estimulada de radiación).

QUE ES LA FIBRA ÓPTICA:

Antes de explicar directamente que es la fibra óptica, es conveniente resaltar ciertos

aspectos básicos de óptica. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin

embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así,

cuando la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro

determinado medio, su velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la

luz rebota en el cambio de medio, como la luz reflejada en los cristales) y de refracción

(la luz, además de cambiar el modulo de su velocidad, cambia de dirección de

propagación, por eso vemos una cuchara como doblada cuando está en un vaso de

agua, la dirección de donde nos viene la luz en la parte que está al aire no es la misma

que la que está metida en el agua). Esto se ve de mejor forma en el dibujo que aparece

a nuestra derecha.

Dependiendo de la velocidad con que se propague la luz en un medio o material, se le

asigna un Índice de Refracción "n", un número deducido de dividir la velocidad de la

luz en el vacío entre la velocidad de la luz en dicho medio. Los efectos de reflexión y

refracción que se dan en la frontera entre dos medios dependen de sus Índices de

Refracción. La ley más importante que voy a utilizar en este artículo es la siguiente

para la refracción:

Esta fórmula nos dice que el índice de refracción del primer medio, por el seno del

ángulo con el que incide la luz en el segundo medio, es igual al índice del segundo

medio por el seno del ángulo con el que sale propagada la luz en el segundo medio. ¿Y

esto para que sirve?, lo único que nos interesa aquí de esta ley es que dados dos

medios con índices n y n', si el haz de luz incide con un ángulo mayor que un cierto

ángulo límite (que se determina con la anterior ecuación) el haz siempre se reflejara

en la superficie de separación entre ambos medios. De esta forma se puede guiar la luz

de forma controlada tal y como se ve en el dibujo de abajo (que representa de forma

esquemática como es la fibra óptica).

 Como se ve en el dibujo, tenemos un material envolvente con índice n y un material

interior con índice n'. De forma que se consigue guiar la luz por el cable. La fibra

Óptica consiste por tanto, en un cable de este tipo en el que los materiales son mucho

más económicos que los convencionales de cobre en telefonía, de hecho son

materiales ópticos mucho más ligeros (fibra óptica, lo dice el nombre), y además los

cables son mucho más finos, de modo que pueden ir muchos más cables en el espacio

donde antes solo iba un cable de cobre.

a) Concepto de fibra Óptica:

Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales

naturales) o plástico (cristales artificiales), 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. Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres

de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como

sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas

(como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas).

El principio en que se basa la transmisión de luz por la fibra es la reflexión interna

total; la luz que viaja por el centro o núcleo de la fibra incide sobre la superficie

externa con un ángulo mayor que el ángulo crítico, de forma que toda la luz se refleja

sin pérdidas hacia el interior de la fibra. Así, la luz puede transmitirse a larga

distancia reflejándose miles de veces. Para evitar pérdidas por dispersión de luz

debida a impurezas de la superficie de la, el núcleo de la fibra óptica está recubierto

por una capa de vidrio con un índice de refracción mucho menor; las reflexiones se

producen en la superficie que separa la fibra de vidrio y el recubrimiento.

b) Como funciona la Fibra Óptica:

En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de

transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en luminosa, por ello se

le considera el componente activo de este proceso. Una vez que es transmitida la señal

luminosa por las minúsculas fibras, en otro extremo del circuito se encuentra un

tercer componente al que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión

consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la

señal original. 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.

Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para la

transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar

rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño tamaño,

su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para manejarlos son

características atractivas.

c) Características Técnicas:

La fibra es un medio de transmisión de información analógica o digital. Las ondas

electromagnéticas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.

Básicamente, la fibra óptica está compuesta por una región cilíndrica, por la cual se

efectúa la propagación, denominada núcleo y de una zona externa al núcleo y coaxial

con él, totalmente necesaria para que se produzca el mecanismo de propagación, y

que se denomina envoltura o revestimiento.

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.

Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. Un cable de 10

fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm. y proporciona la misma o más

información que un coaxial de 10 tubos.

El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos,

redundando en su facilidad de instalación.

El sílice tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura,

pues funde a 600C. La F.O. presenta un funcionamiento uniforme desde -550 C a

+125C sin degradación de sus características.

d) Características Mecánicas:

La F.O. como elemento resistente dispuesto en el interior de un cable formado por

agregación de varias de ellas, no tiene características adecuadas de tracción que

permitan su utilización directa.

Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la

intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo.

La investigación sobre componentes opto electrónicos y fibras ópticas han traído

consigo un sensible aumento de la calidad de funcionamiento de los sistemas. 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.

Las micro curvaturas y tensiones se determinan por medio de los ensayos de: 

Tensión: cuando se estira o contrae el cable se pueden causar fuerzas que rebasen el

porcentaje de elasticidad de la fibra óptica y se rompa o formen micro curvaturas.

Compresión: es el esfuerzo transversal.

Impacto: se debe principalmente a las protecciones del cable óptico.

Enrollamiento: existe siempre un límite para el ángulo de curvatura pero, la

existencia del forro impide que se sobrepase.

Torsión: es el esfuerzo lateral y de tracción.

Limitaciones Térmicas: estas limitaciones difieren en alto grado según se trate de

fibras realizadas a partir del vidrio o a partir de materiales sintéticos.

Otro objetivo es minimizar las pérdidas adicionales por cableado y las variaciones de

la atenuación con la temperatura. Tales diferencias se deben a diseños calculados a

veces para mejorar otras propiedades, como la resistencia mecánica, la calidad de

empalme, el coeficiente de relleno (número de fibras por mm2) o el costo de

producción.

FABRICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA.

Cada vez aumenta más la demanda de fibras ópticas para sistemas de comunicaciones

de media y larga distancia, por lo que los fabricantes tienden a desarrollar tecnologías

que favorezcan la fabricación de fibras de alta resistencia.

a) De que están hechas:

La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o silicio, materia prima abundante

en comparación con el cobre. Con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse

aproximadamente 43 kilómetros de fibra óptica. Los dos constituyentes esenciales de

las fibras ópticas son el núcleo y el revestimiento. El núcleo es la parte más interna de

la fibra y es la que guía la luz.

Consiste en una o varias hebras delgadas de vidrio o de plástico con diámetro de 50 a

125 micras. El revestimiento es la parte que rodea y protege al núcleo. 

El conjunto de núcleo y revestimiento está a su vez rodeado por un forro o funda de

plástico u otros materiales que lo resguardan contra la humedad, el aplastamiento, los

roedores, y otros riesgos del entorno.

b) Proceso de fabricación:

La fabricación de una fibra óptica consiste básicamente en calentar arena, sílice y

otros compuestos químicos hasta que se fundan, para después remover hasta que se

mezclen. A continuación se forma una barra con esta mezcla y se comienza a estirar

para formar una varilla de fibra. El mencionado estiramiento se realiza con una

máquina que proporciona calor, de forma que la fibra de vidrio se convierte en

plástico y pueda alcanzar pequeños diámetros. El calor necesario para que el vidrio

utilizado en fibras ópticas se reblandezca se sitúa entre los 800 y 1200 grados

centímetros. Los elementos químicos que son incorporados son el GeO2 (dioxido de

germanio) y el P2O5 (peróxido de fosfórico), estos dos ayudan a incrementar el índice

de refracción del sílice que esta situado en el núcleo. En cambio el B2O3 y F son

utilizados para disminuir el índice de refracción del silicio del revestimiento de la

fibra.

La fabricación de fibras ópticas se realiza en tres pasos:

Creación de la preforma, o tubo cilíndrico de entre unos 60 a 120 cm. de largo y un

diámetro de entre 10 y 25mm. Creación de la fibra óptica propiamente dicha mediante

un procedimiento de estirado con la posterior aplicación de un revestimiento

primario. Pruebas y medidas.

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 reseñados 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

Uno de los métodos de fabricación de fibras es el denominado de doble crisol. El vidrio

del núcleo se colocará en uno de los crisoles, que tendrá un orificio en el fondo, y el

material de la cubierta se depositará en otro que contendrá al anterior.

La deposición de vapor químico (CVD) fue uno de los primeros métodos para

producir fibras de bajas pérdidas. Un segundo método para producir fibras es aquel

que implica la utilización de un doble crisol. El método CVD se utilizó por Corning

Glass para demostrar bajas pérdidas de propagación en las fibras cuando, en 1970, se

realizó la primera fibra con 20dB/Km. Una versión modificada del CVD (MCVD) se

utiliza actualmente en la que la deposición de vapor químico se realiza en el interior

de un tubo de silicio de alta capacidad.

Otro método es el CVD (Chemical Vapor Deposition), que consiste en introducir en un

quemador halogenuros con oxígeno y un gas combustible, de forma que los

halogenuros produzcan óxidos. Este flujo de partículas se pasa por un tubo de silicio

en rotación y se deposita en el interior del mismo formando un material poroso.

Posteriormente, mediante síntesis, se obtiene una capa de vidrio que se estira para

conformar la fibra óptica.

También existe el método CVDMCVD, mediante el cual se forman óxidos entre 1300 y

1600 grados. Los materiales gaseosos son introducidos en un tubo giratorio de sílice a

través del cual pasa una zona caliente en la que se producen reacciones químicas.

Terminamos con el proceso PCVD, que se diferencia de los anteriores en la formación

de óxidos estimulada por plasma no isotermo a baja presión. Estas tres últimas

técnicas se utilizan para fabricar fibras de índice gradual y fibras mono modo.

1. Método por fusión de vidrio o Método directo

a) Método de la varilla en tubo (rod in tube)

Este fue uno de los primeros métodos usados, en este proceso y es uno de los mas

simple, se introduce una varilla de vidrio de alto índice como núcleo en un tubo que

hace de recubrimiento y esta formado por vidrio de con un bajo índice de refracción.

Las dimensiones de la varilla y del tubo son tales que prácticamente no queda espacio

entre una y otro.

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.

La desventaja de este método simple consiste en que después del estirado de la fibra

quedan pequeñísimos deterioros e impurezas en la superficie de separación entre

ambos vidrios, lo que ocasiona elevadas atenuaciones del orden de los 500 a 1000

dB/Km. , por este método solo se fabrican fibra ópticas multi-modos de perfil

escalonado.

b) Metodo de los dos crisoles (double crucible o compound melting)

Este método se usa para evitar el inconveniente del método de la Varilla en tubo, los

vidrios correspondiente al núcleo y al recubrimiento son unidos en estado de fusión y

luego se estira la fibra de este material directamente al salir del estado de fusión y no

se utiliza una preforma sólida.

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.

Se le denomina método de los dos crisoles ya que los vidrios usados para el núcleo y el

cladding se funden en crisoles separados.

Este método permite obtener fibras de perfil gradual por difusión o intercambio de

iones entre los vidrios del núcleo y del recubrimiento, a esto se le denomina Método

Selfoc.

Ya que resulta difícil mantener una total limpieza de los crisoles las impurezas que

llegan por este método se agregan al de los métales de transición ya existente e

incrementan la atenuación que va de los 5 a los 20 dB/Km. A 850 nm. Este método es

utilizado para la fabricación de fibras de gran diámetro (más de 200 um).

2. Fabricación de la preforma por técnica de deposición de vapor

La primera empresa que utilizo este método fue la empresa Corning en 1970,

logrando disminuir dramáticamente la atenuación.

La deposición se puede efectuar por diferente formas: Sobre la superficie externa de

una varilla de substrato en rotación (Método OVD, outside vapor deposition), sobre la

superficie frontal de una varilla de cuarzo (Método VAD, vapor axial deposition) o

sobre la superficie interior de un tubo de vidrio de cuarzo en rotación (Método IVD,

inside vapor deposition), este último método puede utilizar la energía para la

deposicion del vidrio ya sea desde afuera por medio de un quemador detonate de gas

(Método MCVD, modified chemical vapor deposition) o desde adentro con una llama

de plasma (Método PCVD, plasma activated chemical vapor deposition).

En todos estos métodos la deposición se produce por la descomposición de

compuestos volátiles de alta pureza en una llama de gas detonante. Los Químicos

usados son el Oxígeno (O2) y el tetra cloruro de Silicio (SiCl4) que reaccionan para

obtener sílice (SiO2).

El sílice puro se dopa con otros químicos tal como el óxido del boro (B2O3), el dióxido

de germanio (GeO2) y el pentoxido de fósforo (P2O5) con el objeto de modificar el

índice refractivo del vidrio.

a) Método de Deposición de Vapor externo (OVD)

La fabricación de la preforma se efectúa en dos etapas, en primer lugar se hace rotar

con un dispositivo adecuado una varilla de substrato de vidrio de cuarzo AL2O3 o

grafito en torno de su eje longitudinal, al tiempo que se calienta en una estrecha zona

desde afuera con la llama de un quemador de gas detonante o gas propano.

Junto con las sustancias dopantes requeridas por el perfil de índices de refracción

como los metales halogenados (SiCl4, GeCl4, BCl3, PCl3) se le suministra oxígeno (O2)

al quemador, en el cual estos compuestos se convierten en los correspondientes

óxidos. Estos a su vez se depositan sobre la varilla rotante en forma de finas

partículas.

Al imprimirle un movimiento de vaivén en sentido longitudinal, se obtiene por capas

una preforma porosa de vidrio. A cada una de estas capas se le puede dopar en forma

diferente, agregando en determinada proporción distinta sustancias dopantes a la

sustancia básica del SiO2, lográndose reducir los perfiles graduales, continuamente de

la primera capa, el dopado con GeO2 con el cual se forma el núcleo hasta llegar al

recubrimiento con una deposición de SiO2 puro. Para un perfil escalonado, se

mantiene constante el dopado de cada capa.

Una vez obtenida la deposición de suficientes capas para el núcleo y el recubrimiento

de la fibra; se retira la preforma cilíndrica de la varilla de substrato.

En la etapa final la preforma se calienta hasta su punto de fusión, con temperaturas

entre 1400 y 1600 oC, la preforma se contraerá convirtiéndose en una varilla de vidrio

firme y libre de burbujas, transparente cuyo hueco interior se ha cerrado. Durante el

sintetizado de la preforma se lava esta con cloro gaseoso para quitar del vidrio todo

vestigio de agua cuya presencia provocaría una elevada atenuación.

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.

b) Método VAD ó Deposición de Vapor axial (AVD)

La deposición de las partículas provenientes de un quemador de gas oxhídrico

tiene lugar sobre una cara frontal de una varilla rotante de vidrio de cuarzo.

La preforma porosa resultante se estira en sentido ascendente de tal forma que

se mantiene constante la distancia entre el quemador y la preforma que va

creciendo en sentido axial. Para fabricar el perfil de índices de refracción del

núcleo y del recubrimiento se pueden utilizar varios quemadores

simultáneamente.

Es posible producir diferentes perfiles de índices de refracción, según la

construcción de los quemadores, su reparación y la temperatura durante la

deposición. La contracción de la preforma se produce con la ayuda de un

calefactor anular, a continuación de la deposición quedando la preforma

transparente. Para secar la preforma, es decir eliminar la humedad residual, se

hace circular cloro gaseoso en torno a la misma.

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.

c) Deposición de Vapor Químico modificado (MCVD)

Este método se realiza en dos etapas.

Primero: se hace rotar un tubo de vidrio puro alrededor de su eje longitudinal en un

torno u otro dispositivo adecuado al tiempo que se calienta una estrecha zona del

mismo desde afuera por medio de un quemador de gas detonante que se desplaza a lo

largo del tubo.

En el método MCVD, ocurren un aserie de reacciones químicas que transforman una mezcla

de gases en una varilla solida de vidrio llamado Preforma.

A través del interior del tubo se hace pasar el oxígeno y los compuestos de

halogenuros gaseosos (SiCl4, GeCl4, PCl3) requeridos para el respectivo dopado. Por

este motivo los compuestos halogenos se descomponen en el interior del tubo y no en

la llama del quemador, como ocurre en los métodos OVD y VAD.

Por esta causa se produce en la cara interior del tubo la deposición de numerosas y

delgadas capas en un proceso llamado vitrificación, que se pueden dopar según el

perfil de los índices de refracción requerido. El propio tubo constituye la sección

externa del vidrio del recubrimiento y las capas que se depositan en su interior

conforman la sección interna de la fibra es decir el núcleo.

Cada capa de vidrio se forma con la siguiente secuencia: a 1600 oC y dentro de la zona

de calentamiento se forman partículas finas que se depositan sobre la cara interior del

tubo. Al ser desplazado el quemador en la dirección del flujo, las partículas se funden

para formar una delgada y transparente capa del vidrio.

Una vez completada la deposición de las capas necesarias se pasa a la segunda etapa

del método MCVD que consiste en calentar el tubo por secciones longitudinales hasta

aproximadamente 2000 oC. De esta manera se produce el colapso del tubo para

formar la varilla.

Ya que los gases que reaccionan en el interior del tubo se mantienen libres de

hidrogeno, este método no requiere procesos especiales de secado, ya que el gas

utilizado para el calentamiento que en general contiene una proporción de hidrógeno,

solo actúa sobre el exterior del tubo, no teniendo influencia sobre el proceso ningún

otro factor ambiental.

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.

d) Deposición de Vapor Químico Modificado reforzado con plasma (PMCVD)

En este método las preformas se produce con el mismo procedimiento que en el caso

del método MCVD. La diferencia radica en la técnica empleada para la reacción. Por

medio de la excitación de un gas con ayuda de microondas, se obtiene un plasma. El

gas que se ioniza, es decir se descompone en sus cargas eléctricas. Al reunificarse

éstas, se libera calor que se utiliza par fundir materiales de elevado punto de fusión.

Así en el proceso del plasma, se disocian los halogenos con ayuda de un plasma de

baja presión y luego, con oxigeno, se forman SiO2. Las partículas formadas en este

proceso se precipitan directamente a temperaturas del orden de los 1000 C, formando

una capa de vidrio. Dado que a la llama de plasma se le imprime un rápido

movimiento de vaiven a lo largo del tubo, se pueden producir más de 1000 capas

delgadas, lo cual permite incrementar la exactitud del perfil de índices de refracción.

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.

Estirado 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 enfría 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

Luego 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.

Primero: Se prueba la fuerza de tensión de la fibra. Cada bobina de fibra es arrastrado

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 multi-modos y mono-modos 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.

La comprobación medioambiental y mecánica también se realiza periódicamente para

asegurar que la fibra mantenga su integridad óptica y mecánica. Estas pruebas

incluyen la fuerza de tensión y operación en rangos de temperatura, dependencia de

la atenuación con la temperatura, dependencia de la temperatura y humedad, y su

influencia en el envejeciendo.

Características de la fabricación de fibra Multimodo

Características de la fabricación de fibra Monomodo

CUIDADOS PARA LA FIBRA ÓPTICA:

Aunque la fibra óptica es relativamente robusta y resistente, pueden surgir durante su

manipulación pequeñas fracturas que, además de perjudicar la transmisión,

disminuyen su resistencia mecánica, lo cual puede producir, en un futuro inmediato, la

rotura total de la fibra. Para proteger la fibra óptica durante la fabricaci8n se le aplica

a la cubierta un revestimiento adecuado.

La manipulación de las fibras ópticas a preparar y conectar se realiza aislando

eléctricamente a los Componentes Activos del entorno eléctrico (cargas estáticas,

campo EM, etc), operando exclusivamente sobre las fibras.

  ESTANDARES DE LA FIBRA ÓPTICA

ESTANDAR ANSI/TIA/EIA-568-B.3

Publicado en el 2000, el estándar ANSI/TIA/EIA-568-B.3 indica los requerimientos

mínimos para componentes de fibra óptica utilizados en el cableado en ambientes de

edificio, tales como cables, conectores, hardware de conexión, patch cords e

instrumentos de prueba, y establece los tipos de fibra óptica reconocidos, los que

pueden ser fibra óptica multimodo de 62.5/125 &µm y 50/125 &µm, y mono-modo.

Se especifica un ancho de banda de 160/500 MHz. Km para la fibra de 62.5/125 &µm

y de 500/500 MHz. Km para la fibra de 50/125 &µm, y atenuación de 3.5/1.5 dB/Km

para los largos de onda de 850/1300 nm en ambos casos respectivamente.

CONCLUCIONES

La Fibra Óptica en la actualidad juega un papel importante dentro de la rama

de las telecomunicaciones debido que en ocasiones es más barata que un

sistema satelital e incluso que un sistema inalámbrico para determinado tipo

de información que se desea comunicar.

Las propiedades requeridas de la fibra óptica en una red óptica dependen de

donde están usándose las fibras.

La gran competitividad en las telecomunicaciones, trae consigo construir

nuevas redes ópticas a menor costo posible. Afortunadamente las fibras ópticas

son más sencillas de utilizar siempre y cuando se escoja la mejor fibra.

BIBLIOGRAFIA

http://www.encarta.msn.es

http://usuarios.lycos.es/Fibra_Optica/comparacion.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica#Proceso_de_fabricaci.C3.B3n

http://www.xatakaciencia.com/tecnologia/como-se-fabrica-la-fibra-optica http://www.monografias.com/trabajos16/fibras-opticas/fibras-opticas.shtml