Envoltura de mandril

En la fibra óptica multimodo , el enrollado con mandril es una técnica que se utiliza para atenuar preferentemente la potencia de los modos de orden superior de una señal óptica que se propaga. En consecuencia, si la fibra transmite una cantidad considerable de energía en los modos afectados, la distribución modal se verá modificada.

Un enrollado cilíndrico de fibra consiste en un número específico de vueltas de fibra sobre un mandril de tamaño determinado, según las características de la fibra y la distribución modal deseada. Se utiliza en pruebas de rendimiento de transmisión óptica para crear una distribución de potencia modal definida o para evitar la propagación multimodo en fibra monomodo. Si la fibra de lanzamiento está completamente llena antes del enrollado del mandril, los modos de orden superior se eliminarán, dejando solo los de orden inferior. Si la fibra de lanzamiento está parcialmente llena, por ejemplo, como consecuencia de ser energizada por un diodo láser o un LED de emisión lateral , no habrá ningún efecto en la distribución de potencia modal ni en las mediciones de pérdidas.

En la fibra multimodo, el enrollado con mandril se utiliza para eliminar el efecto de la "pérdida transitoria", que es la tendencia de los modos de orden superior a experimentar mayores pérdidas que los de orden inferior. La suma numérica (en decibelios) de la pérdida medida de múltiples segmentos o componentes de fibra sobreestima la pérdida del conjunto concatenado si cada segmento o componente se ha medido con una distribución de potencia modal completa.

En las mediciones de fibra óptica monomodo, se utiliza para garantizar una propagación monomodo real en longitudes de onda cercanas o inferiores a la longitud de onda de corte teórica, donde puede existir una potencia considerable en un grupo de modos de orden superior. En este contexto, se le suele denominar filtro de modo de orden superior (HOMF, por sus siglas en inglés).

En última instancia, el efecto del enrollado del mandril en las mediciones ópticas depende de la distribución de potencia del modo de propagación. Un mecanismo de pérdida adicional no tiene efecto a menos que haya potencia presente en los modos afectados.

Al doblar físicamente una fibra óptica alrededor de un cilindro, se modifica ligeramente el índice de refracción efectivo en la región curva, lo que reduce localmente el volumen modal efectivo de la fibra. Esto provoca que la potencia óptica en los modos de orden superior se descontrole o se descontrole de forma tan débil que se libere, sea absorbida por el recubrimiento de la fibra o se expulse por completo. En la práctica, el enrollado de la fibra con mandril atenúa la potencia óptica que se propaga en los modos de orden superior. Los modos de orden inferior no se ven afectados, ya que no experimentan ni un aumento de pérdidas ni una conversión a otros modos (mezcla de modos).

El diámetro del mandril y el número de vueltas se eligen para eliminar ciertos modos de forma reproducible. Se observa empíricamente que más de 5 vueltas completas de 360 ​​grados generan poca pérdida adicional, por lo que comúnmente se especifican de 3 a 5 vueltas. El diámetro del mandril afecta la profundidad del volumen modal en la que se produce la desvinculación modal. Experimentalmente, se grafica la potencia transmitida desde una fibra enrollada en la que se ha excitado una distribución uniforme de potencia modal, en función del diámetro del mandril, manteniendo un número constante de vueltas. Esto revela reducciones escalonadas en la potencia transmitida a medida que disminuye el diámetro, donde cada escalón es el punto en el que el mandril comienza a afectar al siguiente grupo modal inferior. Para una mejor reproducibilidad de la medición, se seleccionaría un diámetro que no esté cerca de dicha transición, aunque esto puede no ser posible si las mediciones deben realizarse en un rango de longitudes de onda. El volumen modal total en una fibra es función de la longitud de onda, por lo que el diámetro del mandril en el que ocurren las transiciones de grupo modal cambiará con la longitud de onda.

• Mezclador de modos

• Fluke Networks: Uso de mandriles para probar fibra multimodo

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