Desarrollo de un sistema experimental para medidas de campo cercano en fibras ópticas de plástico multinúcleo

Chueca Lázaro, Manuel
Losada Binué, María Ángeles (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2015
Departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones, Área de Teoría de la Señal y Comunicaciones

Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

Resumen: El uso de fibra óptica de vidrio como medio de comunicación ha cambiado por completo el concepto de transmisión guiada de información a larga distancia en las últimas décadas. Sin embargo, para cubrir distancias más cortas en entornos cerrados, se trabaja en la actualidad con Fibras Ópticas de Plástico (FOP) que presentan las ventajas de su fácil manejo, haciendo posible su uso con dispositivos de bajo coste, y su poca sensibilidad a las curvaturas. Además, el uso de las Fibras Ópticas de Plástico Multinúcleo (FOP-MN) ofrece nuevas posibilidades de transmisión como la multiplexación espacial o aplicaciones de sensado, para las cuales es importante determinar y controlar la potencia que viaja por cada núcleo. En este trabajo se desarrolla un software de análisis de campo cercano para FOP cuyo objetivo será el de determinar la distribución de potencia en cada uno de los núcleos de una FOP-MN respecto a los demás. Para ello se analiza la imagen extraída de la sección transversal del corte de la FOP-MN mediante una cámara CCD con el propósito de identificar la posición y la forma de los núcleos de la fibra presentes en la imagen, mediante una detección de gradiente con un algoritmo de Canny modificado en primer lugar, y varias etapas de procesado morfológico en segundo lugar. Posteriormente se prepara un entorno adecuado de trabajo para el apartado experimental, que deberá permitir la inyección de luz procedente de un láser de He-Ne en cada uno de los núcleos de la Fop-MN utilizada de manera individual. Para ello se utiliza una fibra monomodo de vidrio auxiliar, en la cual se inyectará la luz del láser y que será la encargada de inyectarla de nuevo en cada uno de los núcleos de la FOP-MN de interés, siempre de manera controlada y visualizando en qué núcleo se inyecta luz mediante una segunda cámara CCD enfocada al plano de inyección. Una vez que el software ha sido correctamente desarrollado y el entorno de trabajo ha sido definido, se trabaja con el propósito de obtener la diafonía (crosstalk) entre núcleos sobre tres tramos de 25, 50 y 84 metros de una FOP-MN comercial de 19 núcleos, dando como resultado una diafonía nula para todos los núcleos y en todas las longitudes según el montaje propuesto pero mostrando sin embargo una potencia recibida diferente en recepción según el núcleo utilizado, comprobándose un patrón común entre los diferentes tramos de fibra donde los núcleos de mayor atenuación se encuentran desplazados hacia un lado de la fibra. Con los resultados obtenidos de diafonía y atenuación entre núcleos, se realiza un segundo análisis de los mismos tramos de fibra, esta vez en campo lejano y con el objetivo de determinar características como el perfil radial o la Apertura Numérica (AN). Se comprueba así que dicha variación en la atenuación medida en campo cercano es debida a la diferencia de AN entre núcleos, que sigue el mismo patrón medido anteriormente. El resultado de este trabajo ha sido el desarrollo de un software de análisis de campo cercano adaptativo a cualquier FOP-MN, cuya utilidad se ha comprobado a la hora de identificar un comportamiento no previsto de la FOP-MN pero sin embargo importante en las aplicaciones mencionadas con anterioridad, además de realizar satisfactoriamente el análisis de diafonía que se pretendía hacer en primera instancia.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado