¿Por qué no se utilizan otras ondas electromagnéticas en las fibras ópticas en lugar de la luz visible? ¿Se debe a que la longitud de onda de la luz se ajusta a la reflexión interna/índice de refracción del material utilizado para la fibra? Por ejemplo, ¿es más barato el material que refracta la luz que el que refracta ondas EM con otras longitudes de onda?
Respuestas
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Casi todas las fibras (y desde luego todas las fibras de telecomunicaciones) hacen no utilizan luz visible, sino luz infrarroja. Una longitud de onda típica utilizada es 1550 nm. A esta longitud de onda, los efectos combinados de absorción y dispersión (Rayleigh) en la fibra alcanzan un valor mínimo, lo que permite largas distancias de transmisión.
thekidder
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La imagen de la reflexión interna total de una fibra óptica es una construcción de óptica geométrica que sólo se aplica a altas frecuencias (es decir, luz visible, longitud de onda mucho menor que la sección transversal de la fibra). Para frecuencias más bajas se convierte en un problema de guía de ondas de valor límite. Si se intenta resolver el campo electromagnético transversal en la fibra respetando las condiciones de contorno apropiadas, por debajo de cierta frecuencia no hay modos de propagación. Por eso, para las ondas de radiofrecuencia se utiliza un cable coaxial u otra guía de ondas que tenga modos de propagación a baja frecuencia.
Matt Dawdy
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Hay más razones que la propagación, la absorción y la dispersión. Las frecuencias (casi) ópticas también tienen la ventaja de contar con fuentes y receptores eficaces. Los receptores de terahercios son muy difíciles de construir. Las pequeñas fuentes de frecuencia ultravioleta tampoco son triviales.
Luego hay un problema de ancho de banda. Si la frecuencia es demasiado baja, un ancho de banda elevado sólo puede conseguirse con una relación señal/ruido (SNR) muy alta. Sin embargo, a frecuencias "bajas" (<1Thz), el simple ruido térmico se convierte en una limitación. Para superarlo, sería necesario un alto nivel de señal, con el consiguiente consumo de energía.
