1.11: Fibra Óptica
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Mediante el uso del fenómeno de reflexión interna total, la luz puede ser transportada a largas distancias sin reducción de la densidad de energía debido a la divergencia del haz. El principio se conoce desde hace mucho tiempo, pero el tema se vio muy impulsado por la invención del láser.
Considera un cilindro de vidrio recto de índice de refracción n i, rodeado de aire con índice de refracción n t = 1. El núcleo del cilindro tiene una sección transversal aproximadamente del tamaño de un cabello humano y por lo tanto, aunque bastante pequeño, sigue siendo muchas longitudes de onda ópticas gruesas. Esto implica que cuando la luz incide sobre la superficie cilíndrica, podemos considerar localmente el cilindro como una superficie plana. Al enfocar un rayo láser en el plano de entrada de la fibra, la luz se puede acoplar a la fibra. La parte de la luz dentro de la fibra que golpea la superficie del cilindro en un ángulo con la normal que es mayor que el ángulo crítico de reflexión total se reflejará totalmente. Al impactar con el lado opuesto de la superficie del cilindro, nuevamente se reflejará totalmente y así sucesivamente (Figura\(\PageIndex{2}\) izquierda).
Dado que la luz visible tiene frecuencias tan altas (orden 10 15 Hz), aproximadamente cien mil veces más información puede ser transportada a través de una fibra que a frecuencias de microondas. Hoy en día se fabrican fibras con pérdidas muy bajas para que las señales puedan enviarse alrededor de la tierra sin apenas atenuación alguna. Abraham van Heel, profesor de óptica en la Universidad Tecnológica de Delft, demostró por primera vez en un artículo publicado en Nature en 1954 que al empacar miles de fibras en un cable, se pueden transferir imágenes, aunque el haz esté doblado (Figura\(\PageIndex{2}\) derecha).
Las fibras también se pueden utilizar para transmitir y combinar la luz de muchos Diodos láser con el fin de proporcionar localmente gran cantidad de energía Esto se puede utilizar para cortar metales por ejemplo.
1. MIT OCW - Fibra monomodo: Demostración de una fibra monomodo.
2. MIT OCW - Fibra multimodo: Demostración de una fibra multimodo.
