Fabricación y caracterización de fibras ópticas especiales

Abstract

Se presenta la fabricación y caracterización de fibras ópticas (FO) adelgazadas (tapers), la aplicación de las mismas como acopladores biconicos y la implementación de un interferómetro de Mach-Zehnder utilizando los acopladores, mediante un equipo electro- mecánico optimizado utilizando la técnica de tracción. Los parámetros necesarios para la fabricación tanto de los tapers como de los acopladores se determinaron experimentalmente después de una serie de intentos en obtener los más óptimos resultados; estos parámetros se introdujeron en un programa de simulación utilizando el programa Mathcad 14. Con el equipo electro-mecánico optimizado se elaboraron los acopladores, ingresando al programa de calentamiento los valores de la longitud de calentamiento ( ), el diámetro de cintura de la FO ( ) y el parámetro quien controla el perfil del taper. En el apartado 4 se presenta los resultados tanto de los tapers como de los acopladores biconicos obteniendo óptimos resultados los cuales se analizaron detalladamente para seguidamente realizar las comparaciones con la literatura obteniendo acopladores con razones de acoplamiento (52-48, 50-50, 51-49, 60-40, 80-20), y con pérdidas de inserción menores a los 3 dB. Los resultados obtenidos muestran que con el equipo electro-mecánico optimizado se pueden elaborar tapers con perfiles exponenciales, y con los diámetros de cintura que se ajustan a nuestros requerimientos al igual que los acopladores biconicos que se lograron alcanzar con pérdidas por inserción de hasta los 2.9 dB. El interferómetro de Mach-Zehnder modificado se implementó utilizando uno de los acopladores el cual presenta una razón de acoplamiento de 50/50, con el propósito de observar los patrones que son capturados mediante una cámara de video conectado a un monitor. Después de una serie de intentos se logró obtener imágenes de interferencias con un buen número de franjas brillantes y oscuras bien resueltas.

The manufacture and characterization of thinned optical fibers (FO) (tapers), their application as biconical couplers and the implementation of a Mach-Zehnder interferometer using the couplers, by means of an optimized electro-mechanical equipment using the technique of traction. The parameters necessary for the manufacture of both the tapers and the couplers were determined experimentally after a series of attempts to obtain the best results; These parameters were entered in a simulation program using the Mathcad 14 program. With the optimized electro-mechanical equipment, the couplers were elaborated, entering the heating length values ( ), the waist diameter of the FO ( ) and the parameter α who controls the profile of the taper. In section 4 the results of both the tapers and the biconical couplers are presented, obtaining optimal results, which were analyzed in detail to then make comparisons with the literature, obtaining couplers with coupling ratios (52-48, 50-50, 51- 49, 60-40, 80-20), and with insertion losses less than 3 dB. The results obtained show that with the optimized electro-mechanical equipment, tapers with exponential profiles can be elaborated, and with the waist diameters that adjust to our requirements, as well as the biconical couplers that were achieved with insertion losses of up to 2.9 dB. The modified Mach-Zehnder interferometer was built using one of the couplers which has a coupling ratio of 50/50, in order to observe the patterns that are captured by a video camera connected to a monitor. After a series of attempts, it was possible to obtain images with a suitable number of optical interference fringes, also presenting a suitable number of pixels for each fringe.