Se basa en la medida de diferencias de potencial en el detector para distintas longitudes de fibra óptica. (L 1 V 1 ) (L 2 V 2 ).

Transcripción

1 MEDIDA DE ATENUACIÓN: Medida de la atenuación total: Se basa en la medida de diferencias de potencial en el detector para distintas longitudes de fibra óptica. (L 1 V 1 ) (L 2 V 2 ). 10 V 2 α db = log [ db Km 1 ] L 1 L 2 V 1 Miguel Angel Manso Callejo 1

2 Pérdidas por Absorción: Se basa en la calorimetría. Se miden las diferencias de temperatura generadas por la absorción de potencia óptica por parte de la fibra. t 2 - t 1 C T α tc = α abs = [db Km -1 ] ln(t α - T t1 ) ln(t α -T t2 ) P opt tc Miguel Angel Manso Callejo 2

3 Pérdidas por dispersión: Se basa en la detección de potencia óptica que radia la fibra, al introducirla en un cubo o esfera de células solares. Se compara esta medida con la obtenida si no se inyecta señal en el cubo o esfera. 10 P opt 4,343 P sc V sc α sc = log = = [db Km -1 ] l(km) (P opt P sc ) l(km) P opt l(km) V opt Miguel Angel Manso Callejo 3

4 MEDIDA DE LA DISPERSIÓN: Dominio del tiempo: F.O. Multimodo: La dispersión que se mide es la intermodal. Se utiliza un laser de pequeña anchura espectral, para emitir pulsos de 100 a 400 ps en una fibra de 1km. Se supone la potencia óptica incidente Pi(t) y medida Po(t) son gausianas y se utiliza la regla de los 3dB (1/2 amplitud). τ (3 db) = ( τ o 2 (3 db) - τi 2 (3 db)) 1/2 F.O. Monomodo: La dispersión que se mide es la intramodal o cromática. Se mide el incremento del retardo del pulso para dos longitudes de fibra diferentes y para cada longitud de onda. A través de este incremento se determina la velocidad de grupo y se calcula la variación de ésta frente a la longitud de onda para obtener la dispersión cromática. T(λ) dτg dd T τg(λ) = Dt(λ) = [psnm -1 km -1 ] S(λ) = [psnm -2 km -1 ] L 1 L 2 dλ dλ Miguel Angel Manso Callejo 4

5 Dominio de la frecuencia: F.O. Multimodo: Se basa en aplicar pulsos de potencia óptica, periódicos, sobre la fibra y ver el espectro de la señal, al otro extremo de la misma, con un analizador de espectros. La forma y anchura del espectro de salida caracteriza la dispersión o ensanchamiento de los pulsos de entrada. F.O. Monomodo: Po(w) H(w) = Pi(w) Para las fibras monomodo se utiliza la técnica de desplazamiento de fase. Se utiliza un generador oscilando a una alta frecuencia. A la salida se conecta un medidor de fase o un voltímetro vectorial. De tal forma que cuando se modula a una frecuencia fm sobre una longitud L la envolvente se retrasa τg. Este retardo produce sobre la señal un desfase φm. Este desfase medido se utiliza para calcular el retardo de grupo y a través de él la dispersión cromática. L 2 π τ g L φ m = τ g L φ m = = 2 π f m τ g L; τ g = v g T m 2 π f m L Miguel Angel Manso Callejo 5

6 MEDIDA DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN: Interferometría: Se basa en utilizar un microscopio de interferencias para ver que ocurre con la luz transmitida o reflejada en una pequeña loncha de fibra óptica perfectamente cortada y pulida. q λ δn = x Medida de campo próximo: Se basa en la relación que existe entre el campo próximo y el índice de refracción. Se utiliza una fuente lambertiana y una fibra de 2m. Proporciona la diferencia relativa de índices de refracción directamente. Existe una constante o factor de corrección C(r,z). P D ( r) n 1 2 ( r ) n = C( r,z) P D (0) n 1 2 (0) n 2 2 Miguel Angel Manso Callejo 6

7 Método de campo cercano refractado (NRF): Se basa en medir la potencia óptica no guiada por la fibra que se escapa del núcleo a la cubierta. No precisa ningún factor de corrección ni fuente lambertiana. P(r))/P(a)) n(r) = n 2 + n 2 cosθ " min (cosθ " min - cos θ ' max) ((P(a) - N(r)= K1 + K2 P(r) Miguel Angel Manso Callejo 7

8 MEDIDA LA LONGITUD DE ONDA DE CORTE: El método utilizado para medir la longitud de onda de corte efectiva requiere una fibra de una longitud de 2m sobre la que se realiza un bucle. Se aplican potencias ópticas a diferentes longitudes de onda y se mide la misma a la salida. Este proceso se realiza para dos diámetros del bucle: 280mm y 120mm. A las potencias medidas con el bucle de 280mm de diámetro se la denominará Ps(λ) y a las potencias medidas con el bucle de 120mm de diámetro Pb(λ). Así la atenuación relativa ab(λ) se define como: Ps(λ) a b (λ)=10 log Pb(λ) Se define la longitud de onda de corte λce como la λ a la que a b (λ) = 0.1 db El método es válido para fibras ópticas monomodo. Miguel Angel Manso Callejo 8

9 Para las fibras ópticas multimodo se utiliza el método de salto de potencia. El proceso de medida es similar al anterior sí bien se sustituye la fibra monomodo por una multimodo de longitud comprendida entre 1 y 2m. Se mide en este caso el espectro de potencia de la fibra multimodo Pm(λ). Se calcula la atenuación relativa a m (λ). Ps(λ) a m (λ)=10 log Pm(λ) Para poder considerar la medida se debe satisfacer la condición de que la diferencia entre las Ps(λ) y Pb(λ) sea superior a 2dB. Para conocer la λce se busca el salto en la am(λ) y se traza una paralela a 0.1dB sobre esta última parte de la curva. El punto donde corta esta paralela a la curva am( λ) se define como la longitud de onda de corte. Miguel Angel Manso Callejo 9

10 MEDIDA DE LA APERTURA NUMÉRICA: La medida de la apertura numérica se realiza por medio de medidas trigonométricas. Se inyecta señal sobre la fibra óptica y al otro extremo se pone una pantalla a una distancia D. En esta pantalla se iluminará una zona con un diámetro A. Teniendo en cuenta estas dos medidas se puede calcular el valor de la apertura numérica cuya expresión rige es la siguiente: N.A. =( n 1 2 (r) - n 2 2 ) 1/2 La expresión que determina la A.N. en función de los datos D y A es: A AN = (A 2 + 4D 2 ) 1/2 Miguel Angel Manso Callejo 10

11 MEDIDA DEL DIÁMETRO EXTERIOR DE UNA FIBRA: La medida del diámetro exterior tiene interés en el proceso de fabricación, y por tanto se debe utilizar un método que no haga uso de los extremos de la misma. Se utiliza el método de espejos que se basa en proyectar una imagen sobre la fibra. Se aplica un haz de luz con una λ= µm, que se colima y se aplica a unos espejos en rotación a una determinada velocidad angular. Este haz de luz se enfoca sobre la fibra y la parte de la imagen que atraviesa la fibra llega a un fotodetector. La velocidad con que se refleja sobre el fotodetector depende de la velocidad angular de giro del espejo y la distancia. ds dφ = l dt dt El diámetro do está relacionado con la anchura del pulso de luz inyectado We, con la siguiente relación: ds dφ do = We = We l dt dt Miguel Angel Manso Callejo 11

12 MEDIDA DE LAS PÉRDIDAS DE RETORNO: Se pretende medir las pérdidas ópticas de retorno por reflexiones (ORL). Estas se definen de la siguiente manera: ORL = -10 log 10 r Las pérdidas de retorno se miden con reflectómetro óptico de onda continua OCWR. En este dispositivo se miden las siguientes potencias y a través de las cuales se puede obtener el valor de las pérdidas. P out P ref ORL = 10 log P in (P r - P c ) Miguel Angel Manso Callejo 12

13 MEDIDAS EN CAMPO: Características deseables de los equipos de medida para trabajar en campo: - Equipo portatil y compacto. - Capacidad y autonomía de alimentación. - Bajo consumo. - Medidas fiables y precisas en condiciones adversas de Temperatura, Humedad, etc... - Conexión sencilla de las fibras sin necesidad de ajustes finos. - No exista la necesidad de señales externas. Miguel Angel Manso Callejo 13

14 MEDIDA DE BACKSCATERING: Se denomina backscatering a la reflectometría óptica en el dominio temporal. Se trata de medir la relación de potencia inyectada y reflejada por una fibra en función del tiempo. La potencia reflejada en función de t tiene la siguiente expresión: P Ra (t) = 1/2 P i S γ R Wo vg e ( - γvgt) Donde: Wo: Es el ancho del pulso incidente. S: fracción de potencia óptica aceptada por la fibra. γ R : es la dispersión de Rayleigh. vg: es la velocidad de grupo. γ: es el coeficiente de atenuación por unidad de longitud. (A.N.) 2 S = n 1 2 El cociente que se mide y se puede representar en un plano es: P Ra (t) 1 A.N. 2 γ R Wo c - γvgt = e Pi 2 4n 1 3 Miguel Angel Manso Callejo 14