Dispersión cromática en fibra óptica

¿Qué es?

La luz se descompone de colores básicos del espectro visible al atravesar los prismas del cristal, unos colores llegan más rápidos y más lejos, otros más lentos y quedando más cerca del prisma, en la fibra óptica tenemos un emisor óptico que inyecta luz y la emite de varios colores o longitudes de onda, salvando las distancias.

La dispersión cromática se produce porque los rayos de luz que se inyectan en los extremos del emisor óptico llegan en diferentes momentos recibiendo una señal ligeramente distorsionada en tiempo de viaje.

Tipos de dispersión cromática

La dispersión cromática es la suma de la dispersión del material y la dispersión por guía de onda, ambas afectan a las fibras del mismo modo.

Dispersión cromática del material

Es la principal causa de la dispersión cromática, en la propagación de la luz cada sustancia tiene un índice de refracción característico, lo que hace que cada longitud de onda que la atraviesa, lo haga a una determinada velocidad o incluso no lo haga y se refleje, esto hace que los rayos de luz de la fibra óptica reboten con mayor o menor ángulo a través de ella, según su color.

Con el índice de refracción del material y las longitudes de onda que lo atraviesan podemos calcular la dispersión cromática del material, esto nos indicará el grado de dispersión cromática en las fibras ópticas, y dependiendo del valor más bajo la fibra será buena para transmitir en una determinada longitud de onda.

Dispersión cromática por guía de onda

Por guía de onda la dispersión cromática se encuentra en diferentes velocidades de los pulsos de luz, al viajar mas cerca o más lejos del núcleo de la fibra óptica.

Debido a los campos eléctricos y magnéticos, una parte de la luz viaja por el revestimiento en vez de estar confinada en el núcleo, al tener núcleo y diferentes índices de refracción los pulsos viajarán a velocidad diferente en cada parte, originando dispersión cromática.

• Pulsos con menor longitud de onda, más hacia el violeta, viajan cerca del núcleo, mayor refracción.

• Pulsos con mayor longitud de onda, más hacia el rojo, viajan cerca del revestimiento, menor refracción.

Perdidas por dispersión cromática

La dispersión cromática provoca un incremento en la duración de los pulsos que transmitimos, es decir, un ensanchamiento, y esto tiene dos consecuencias:

• una reducción de la frecuencia de transmisión.

• una menor distancia máxima de transmisión.

Si la primera es muy alta y la segunda muy larga estos pulsos podrían llegar a colapsar, produciendo una interferencia, por tanto, la dispersión cromática de la fibra óptica es un factor limitante, que determina la cantidad de datos o ancho de banda se puede transportar sobre una fibra única.

Es curioso saber que este factor no es problema de la fibra óptica, pues la frecuencia de transmisión no son lo suficientemente rápidas para generar interferencias.