Reflexión interna total


Un rayo de luz que se enciende y apaga para enviar datos (unos y ceros) dentro de una fibra óptica debe
permanecer dentro de la fibra hasta que llegue al otro extremo. El rayo no debe refractarse en el material que envuelve el exterior de la fibra. La refracción produciría una pérdida de una parte de la energía de la luz del rayo. Es necesario lograr un diseño de fibra en el que la superficie externa de la fibra actúe como espejo para el rayo de luz que viaja a través de la fibra. Si un rayo de luz que trata de salir por el costado de la fibra se refleja hacia dentro de la fibra a un ángulo tal que lo envíe hacia el otro extremo de la misma, se formaría un buen “conducto” o “guía de ondas” para las ondas de luz.

Las leyes de reflexión y de refracción ilustran cómo diseñar una fibra que guíe las ondas de luz a través de la fibra con una mínima pérdida de energía. Se deben cumplir las dos siguientes condiciones para que un rayo de luz en una fibra se refleje dentro de ella sin ninguna pérdida por refracción.

• El núcleo de la fibra óptica debe tener un índice de refracción (n) mayor que el del material que lo envuelve. El material que envuelve al núcleo de la fibra recibe el nombre de revestimiento.
• El ángulo de incidencia del rayo de luz es mayor que el ángulo crítico para el núcleo y su revestimiento.

Cuando se cumplen estas dos condiciones, toda la luz que incide en la fibra se refleja dentro de ella. Esto
se llama reflexión interna total, que es la base sobre la que se construye una fibra óptica. La reflexión
interna total hace que los rayos de luz dentro de la fibra reboten en el límite entre el núcleo y el
revestimiento y que continúen su recorrido hacia el otro extremo de la fibra. La luz sigue un trayecto en
zigzag a lo largo del núcleo de la fibra.

Resulta fácil crear una fibra que cumpla con esta primera condición. Además, el ángulo de incidencia de los
rayos de luz que entran al núcleo puede ser controlado. La restricción de los siguientes dos factores permite
controlar el ángulo de incidencia:
• La apertura numérica de la fibra: La apertura numérica del núcleo es el rango de ángulos de los rayos de luz incidente que ingresan a la fibra y que son reflejados en su totalidad.
• Modos: Los trayectos que puede recorrer un rayo de luz cuando viaja por la fibra.

Al controlar ambas condiciones, el tendido de la fibra tendrá reflexión interna total. Esto sirve de guía a la onda de luz que puede ser utilizada para las comunicaciones de datos.

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Categoría: Conectividad y Redes.




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