¿La luz viaja a través de un agujero en el medio? Si la fibra es de vidrio macizo, ¿cómo se “escurre” la luz a través de ella?
La fibra óptica no está hueca; es un filamento sólido de vidrio de alta pureza (sílice). El mecanismo que permite que la luz viaje a través de este medio sólido sin ser «comprimida» o bloqueada es un principio fundamental de la óptica llamado Reflexión Interna Total (TIR).
1. La Estructura Física
Una fibra óptica consta de tres capas sólidas principales:
- Núcleo: La parte más interna hecha de vidrio extremadamente puro con un índice de refracción ligeramente superior.
- Revestimiento: Una capa de vidrio que rodea el núcleo con un índice de refracción ligeramente inferior.
- Recubrimiento: Una capa protectora de polímero (como poliacrilato o poliimida) para proporcionar resistencia mecánica.
Por ejemplo, una fibra estándar como la Fibra Óptica OFSCN® G.652D tiene un núcleo de 9 µm y un revestimiento de 125 µm, ambos de vidrio sólido.
2. Cómo Viaja la Luz (La Física)
La luz no necesita un «agujero» para viajar. De hecho, la luz viaja a través de muchos materiales transparentes sólidos o líquidos (como agua o vidrio).
En una fibra óptica, cuando la luz entra en el núcleo en un ángulo específico, golpea el límite entre el Núcleo y el Revestimiento. Debido a que el revestimiento tiene un índice de refracción menor, la luz se refleja de regreso al núcleo en lugar de pasar a través del revestimiento. Este proceso se repite miles de veces por metro, guiando la luz a lo largo de la fibra, incluso si la fibra está doblada.
3. Aplicación en Sensores
Dado que la fibra es sólida, podemos «escribir» estructuras microscópicas directamente en el núcleo de vidrio utilizando láseres. Estas se denominan Redes de Bragg en Fibra (FBG). Como el vidrio es sólido, estas redes permanecen fijas en su lugar y cambian su longitud de onda reflejada según cambios físicos como la temperatura o el estiramiento.
Puedes ver ejemplos de estos sensores de estado sólido aquí:
- OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (Bare)
- OFSCN® 300℃ Small diameter optical fiber
Referencia Visual
A continuación, se muestra una imagen de una fibra óptica sólida estándar utilizada en estas tecnologías:
