PROCEDIMIENTO DE PRODUCCIÓN DE UNA FIBRA ÓPTICA CON BAJA DISPERSIÓN DE MODOS DE POLARIZACIÓN.

Procedimiento de producción de una fibra óptica con baja dispersión de modos de polarización La presente invención versa acerca de un procedimiento para producir una fibra óptica que tiene una baja dispersión de los modos de polarización. Las señales ópticas transmitidas a través de fibras ópticas unimodales comprenden dos modos ortogonales de polarización que, en el caso de una fibra con un núcleo perfectamente cilíndrico de diámetro uniforme, se propagan a una velocidad común. Sin embargo, en las fibras ópticas reales la simetría cilíndrica del núcleo puede estar alterada debido a defectos de forma o a tensiones no uniformes. En consecuencia, puede acumularse una diferencia de fase entre los dos modos y se dice que la fibra muestra birrefringencia. En particular, la birrefringencia introducida por la forma y la asimetría interna por tensiones se denomina birrefringencia lineal intrínseca. Las irregularidades estructurales y geométricas de la fibra óptica que dan origen a la birrefringencia se originan típicamente en la propia preforma y son modificadas durante el procedimiento de estiramiento de la fibra. El procedimiento de estiramiento suele llevarse a cabo por medio de un aparato denominado torre de estiramiento, partiendo de una preforma de vidrio. En la práctica, una vez que la preforma ha sido colocada en posición vertical y ha sido calentada a una temperatura por encima del punto de ablandamiento dentro de un horno adecuado, el material fundido es estirado hacia abajo a una velocidad controlada de forma que se produzca un elemento filiforme que forma la fibra óptica en sí. En este procedimiento se introducen típicamente tensiones asimétricas en la fibra. En una fibra birrefringente, los dos componentes del modo fundamental, inicialmente en fase entre sí, vuelven a estar en fase únicamente después de cierta longitud, denominada comúnmente longitud de batido. En otras palabras, la longitud de batido es el periodo de repetición de un cierto estado de polarización (suponiendo que la fibra mantenga una birrefringencia constante en toda su longitud). En las denominadas fibras con conservación de la polarización, se introduce la asimetría deliberadamente en la fibra para generar birrefringencia. Sin embargo, en las fibras ordinarias (es decir, en las que no tienen conservación de la polarización), la birrefringencia es perjudicial. De hecho, cuando se transmiten señales de impulsos por una fibra óptica, la birrefringencia es una causa potencial de la dispersión del impulso, dado que los dos componentes de polarización excitados por los impulsos viajan a diferentes velocidades de grupo (es decir, se dispersan). Este fenómeno, denominado dispersión de los modos de polarización (PMD), ha sido muy estudiando en años recientes debido a su importancia en los sistemas de guías de luz amplificada periódicamente. Típicamente, el fenómeno de la PMD lleva a una limitación de la anchura de la banda de transmisión de la señal y, en consecuencia, a una degradación del rendimiento de las fibras ópticas a lo largo de las cuales se transmiten susodichas señales. Por lo tanto, el fenómeno es poco deseable en los sistemas de transmisión de señales a lo largo de fibras ópticas, especialmente en aquellos que operan a larga distancia, en los cuales es necesario minimizar cualquier forma de atenuación o de dispersión de las señales para garantizar rendimientos elevados en la transmisión y la recepción. Para reducir la dispersión de los modos de polarización en la fibra óptica se ha propuesto girar la fibra durante el procedimiento de estiramiento para que se haga que la fibra se retuerza en torno a su eje longitudinal, con una deformación torsional resultante de la zona viscosa del material de fibra en el horno; esta deformación se fija en la fibra cuando la fibra pierde su estado viscoso por enfriamiento. Debido al giro, se imprime en la fibra (y se fija en la misma) una rotación de los ejes de polarización de la fibra. En consecuencia, cuando se transmiten impulsos ópticos por la fibra óptica, se propagan de forma alterna por los ejes de refringencia lento y rápido, compensando así la demora relativa y reduciendo la dispersión de los impulsos. Esto es equivalente a tener un índice local de refracción efectivo para los impulsos igual al índice medio de refracción en los dos ejes, haciéndose la media en la longitud del impulso a lo largo de la fibra. En la presente descripción y en las reivindicaciones, con giro aplicado y torsión aplicada se quiere decir la torsión aplicada a la fibra por un aparato de giro durante el procedimiento de estiramiento para que se haga que la fibra gire en torno a su eje longitudinal; con giro realmente aplicado o torsión realmente aplicada se quiere decir la torsión aplicada efectivamente a la fibra durante el procedimiento de estiramiento obviando posibles efectos mecánicos, por ejemplo deslizamiento en la superficie de contacto entre la fibra y el aparato de giro; con zona viscosa se quiere decir una porción longitudinal del material vítreo de la fibra óptica que, en el horno, tiene una temperatura suficiente elevada como para estar en un estado viscoso; con longitud de la zona viscosa se quiere decir la longitud de dicha porción longitudinal en un estado viscoso, que sustancialmente corresponde a la longitud de la porción del horno comprendida entre su punto más caliente 2 E02796771 20-10-2011   E02796771 20-10-2011 y su punto de salida; por ejemplo, en un horno que comprenda una mufla superior, una mufla central que define una zona caliente y una mufla inferior, la longitud de la zona viscosa puede tomarse aproximadamente como la longitud de la porción del horno comprendida entre la parte central de la zona caliente y el extremo inferior de la mufla inferior; con giro solidificado o torsión solidificada se quiere decir la torsión permanentemente impresa en la fibra, cuando se enfría, durante el procedimiento de giro como consecuencia de la deformación torsional experimentada por la zona viscosa del material de fibra en el horno; con giro máximo aplicado o torsión máxima aplicada se quiere decir el valor máximo de la torsión aplicada; con giro máximo solidificado o torsión máxima solidificada se quiere decir el valor máximo de la torsión solidificada; con detorsión se quiere decir una torsión que tiene una dirección opuesta a la dirección de una torsión previa; con una detorsión de al menos el 50% se quiere decir una detorsión adaptada a impartir un desplazamiento angular igual a al menos la mitad del desplazamiento angular impartido por la torsión previa; con recuperación se quiere decir la proporción (Tapli - Tfij) /Tapli, en la que Tapli es la torsión máxima realmente aplicada y Tfij es la torsión máxima solidificada; con giro sustancialmente sinusoidal se quiere decir, según da a conocer el documento US 6 240 748, una función de giro en la que la magnitud del coeficiente de uno de sus componentes oscilatorios (el componente fundamental) domina la magnitud de los coeficientes de todos los demás componentes oscilatorios (los componentes secundarios), así como el coeficiente de cualquier componente constante. En términos cuantitativos, la dominación ocurre cuando la magnitud del coeficiente del componente fundamental es al menos aproximadamente tres veces la magnitud del coeficiente de cada uno de los componentes secundarios y el coeficiente del componente constante. La magnitud de dichos coeficientes puede determinarse llevando a cabo un complejo análisis de Fourier de la función de giro usando técnicas convencionales bien conocidas en la técnica. Los documentos US 2001/0046358 y EP 0 729 919 dan a conocer la impartición alternativa a una fibra óptica de un giro en el sentido de las agujas del reloj y de un giro en sentido contrario a las agujas del reloj en la dirección del avance dentro de un horno de estiramiento. Galtarossa et al. proponen un enfoque analítico que permite la optimización del diseño de giro para reducir la dispersión de los modos de polarización. Afirman que, en ausencia de acoplamiento de polarización, un perfil de giro optimizado puede equilibrar los efectos de la birrefringencia lineal intrínseca para que la demora diferencial de grupos pueda ser obligada a ser periódica y, en consecuencia, a tener una amplitud limitada como función de la distancia. Con un conjunto fijado de parámetros que caracterizan una función de giro particular, encuentran analíticamente los valores correspondientes a una DGD periódica en un régimen determinista. El documento US 5 298 047 da a conocer que la PMD puede ser sustancialmente reducida si, durante el estiramiento de la fibra, se aplica torsión a la fibra, de modo que se imprima sobre la fibra un giro permanente (es decir, una deformación torsional permanente). La torsión es aplicada de tal... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para producir una fibra óptica (4) que tiene una baja dispersión de los modos de polarización que comprende las etapas de: a) proporcionar una preforma (3) de fibra óptica de material vítreo; b) calentar el material vítreo de una porción extrema de la preforma (3) de fibra óptica en un horno (6); c) estirar el material vítreo calentado a una velocidad V de estiramiento para formar una fibra óptica (4), teniendo cada porción del material vítreo estirado una zona viscosa (4a) cuando pasa por el horno (6); d) aplicar a la fibra óptica un giro sustancialmente sinusoidal, que es transmitido a la zona viscosa; caracterizado porque la etapa d) se lleva a cabo aplicando tanto una torsión y una detorsión de al menos el 50% a la zona viscosa de cada porción del material vítreo estirado que pasa por el horno (6). 2. Un procedimiento según la reivindicación 1 en el que la frecuencia v de la función de giro, la longitud L de la zona viscosa y la velocidad V de estiramiento son tales que 1,2*L V/ 6,7*L. 3. Un procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2 en el que la etapa d) se lleva a cabo aplicando tanto una torsión y una detorsión de al menos el 60% a la zona viscosa de cada porción del material vítreo estirado que pasa por el horno (6). 4. Un procedimiento según la reivindicación 3 en el que la frecuencia v de la función de giro, la longitud L de la zona viscosa y la velocidad V de estiramiento son tales que 1,7*L V/ 3,3*L. 5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que, en la etapa d), la torsión máxima aplicada es de al menos 4 vueltas/metro. 6. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que la torsión máxima solidificada es de no más de 4 vueltas/metro. 7. Un procedimiento según la reivindicación 6, cuando depende de la reivindicación 5, en el que, en la etapa d), el giro sinusoidal subsiguiente es aplicado con una amplitud 0 (en vueltas) de la función de giro que satisface la siguiente relación: (2V) / (v) 0 (2V) / [t (1-R)], en la que V es la velocidad de estiramiento (en metros/segundo), v es la frecuencia de la función de giro (en Hz), R es la proporción (Tapli - Tfij) /Tapli, Tapli es la torsión máxima realmente aplicada y Tfij es la torsión máxima solidificada. 11 E02796771 20-10-2011   12 E02796771 20-10-2011   13 E02796771 20-10-2011   14 E02796771 20-10-2011   E02796771 20-10-2011