Fibra óptica: Multimodo .vs. monomodo

Una fibra óptica multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. El hecho de que se propaguen más de un modo supone que no llegan todos a la vez al final de la fibra por lo que se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 1 km, ya que este efecto supone un problema a la hora de utilizarlas para mayores distancias. Además son fáciles y económicas a la hora de diseñarlas.

En este tipo de fibra el diámetro del núcleo suele ser de 50 o 62.5 µm y el diámetro del revestimiento de 125 µm. Debido a que el tamaño del núcleo es grande, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión, es decir, que permite la utilización de electrónica de bajo costo. La propagación de los modos de este tipo de fibra es diferente según el tipo de índice de refracción del núcleo:

  • Salto de índice: el índice es constante en todo el núcleo, lo que da lugar a una gran dispersión modal.
  • Gradiente de índice: el índice es diferente ya que el núcleo está formado por diferentes materiales. En este caso la dispersión modal es menor.

Por esto que acabamos de ver, como la fibra multimodo soporta más de un modo de propagación se ve limitada por la dispersión modal.

Por otro lado, conviene señalar que las características de las fibras multimodo dependen radicalmente de las condiciones de inyección de potencia (de la excitación de modos).

En las fibras monomodo solo se propaga un modo de luz. El diámetro del revestimiento es de 125 µm, igual que en las multimodo. Sin embargo el diámetro del núcleo es mucho menor, de unas 9 µm. Este hecho hace que su transmisión sea paralela al eje de la fibra y que, a diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias y transmitir elevadas tasas de información. A continuación podemos ver la comparación entre los dos tipos de propagación en la fibra multimodo así como la propagación en la fibra monomodo:

              

Las fibras monomodo se utilizan con mayor frecuencia en la investigación científica de alta precisión debido a que la luz se propague por un solo modo hace que sea más fácil enfocar correctamente.

Para distinguir ambos tipos de fibra se suelen utilizar ‘chaquetas de colores’. La norma TIA-598C recomienda, para aplicaciones civiles, el uso de una chaqueta amarilla para la fibra monomodo y de la naranja u otro color para la multimodo, dependiendo del tipo.

(english version)