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OCTUBRE DE 2006
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JosÉ Alfredo Álvarez chÁVEZ
Fernando MartÍnez PIÑÓN

LÁSERES DE FIBRA ÓPTICA DE ALTA POTENCIA: UNA NUEVA GENERACIÓN DE LÁSERES

Historia

En el láser de fibra óptica convergen dos historias: la del láser y la de las fibras ópticas; ambas muy bien documentadas en la literatura.1 Recordemos que el término láser significa amplificador de luz por emisión estimulada de radiación, y consta de una fuente óptica con una cavidad por la que sale un haz de luz de rayos paralelos de un solo color, cuya característica es ser altamente coherente; es decir, que sus componentes se mantienen estables a lo largo de su propagación, lo que permite concentrar una gran cantidad de potencia óptica por centímetro cuadrado. Las fibras ópticas son generalmente de vidrio y conducen –con baja atenuación– señales luminosas a grandes distancias.

La combinación de láseres de semiconductor* y fibras ópticas en sistemas de comunicación ha permitido, por ejemplo, el desarrollo de sistemas de transmisión de gran capacidad de voz y datos (en un rango de gigabits por segundo) que soportan en gran medida el funcionamiento de las redes telefónicas y de internet. Por otro lado, existen aplicaciones industriales como los procesos de corte y soldadura en los que con un láser de dióxido de carbono se logran potencias de decenas de kilowatts.

El láser de fibra óptica tiene sus orígenes en el trabajo del investigador estadounidense Elias Snitzer, quien, en 1961, demostró el funcionamiento de este tipo de láseres cuyo núcleo se encontraba dopado (contaminado) con moléculas de neodimio (elemento químico de la familia de los lantánidos también conocidos como tierras raras).

En 1986, el profesor David Payne, de la Universidad de Southampton, propuso el dopado de una fibra óptica con erbio (otro elemento del grupo tierra rara) como medio de amplificación. Esta invención impulsó el desarrollo de los sistemas de telecomunicaciones a 1550 nanómetros (nm) con el uso de EDFA (Amplificadores de Fibra Dopada de Erbio), lo cual permite una mayor separación entre repetidores. Posteriormente, el mismo grupo de la Universidad de Southampton y otros, como el Instituto de Física Aplicada en la Universidad Jena, en Alemania, han desarrollado láseres de fibra óptica de alta potencia dopados con yterbio (otro elemento de la familia de los lantánidos), cuya aplicación se enfoca más al sector industrial que al de comunicaciones. Este tipo de láseres alcanza potencias en kilowatts, tanto de modo pulsado como en onda continua.

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