Propagación de pulsos y efectos no lineales en fibras ópticas

Abstract

La ciencia de la óptica, rama de la física que trata con las propiedades y fenómenos de la luz visible e invisible, ha generado una riqueza de conocimientos que hace que su uso este presente en otras áreas de la física, biología, medicina, forense, agricultura, arte, industria, y militar. Esto ha dado lugar a una tecnología llamada fotónica, un nombre basado en el cuanto de energía en el campo electromagnético, el fotón. El dominio de la fotónica se extiende de la generación de energía a la detección, a las comunicaciones y al procesamiento de información, e incluye todos los medios de generar y aprovechar la luz para propuestas útiles. Sin embargo, los aspectos de la óptica en ciencia y tecnología han sido y siguen siendo ampliamente influenciados por el campo de la óptica no lineal. Este campo ha mejorado nuestra comprensión fundamental de la interacción de la luz con la materia, así como también, nos ha proporcionado los medios para llevar a cabo una variedad de tareas de ingeniería. Para entender mejor, podemos decir que la óptica es una importante parte de nuestra vida diaria. La luz parece fluir o propagarse a través del espacio vacío, bien como a través de objetos materiales, y nos proporciona información visual de cómo es nuestro mundo. Los efectos más familiares que son la reflexión, refracción, difracción, absorción, y esparcimiento, explican una amplia variedad de experiencias visuales comunes a nosotros, desde la focalización de la luz por una simple lupa a los colores observados en un arco iris. Sorprendentemente, todo esto puede ser explicado mediante la asignación de un pequeño conjunto de parámetros ópticos a los materiales. Bajo la experiencia ordinaria de nuestra vida diaria, estos parámetros son constantes, independientes de la intensidad de la luz que permite la observación de los fenómenos ópticos. Este es el reino que se conoce como óptica lineal. Seguidamente, con la invención del láser, se dio surgimiento al estudio de la óptica a altas intensidades que condujeron a nuevos fenómenos no observados con luz ordinaria, tales como la generación de nuevos colores de luz monocromática en un cristal transparente, o la auto focalización de una haz de luz en un liquido homogéneo. A las intensidades usadas para generar estos tipos de efectos, los parámetros ópticos usuales de los materiales no pueden ser más considerados constantes pero se convierten en funciones de la intensidad de la luz. La ciencia de la óptica en este régimen es llamada de óptica no lineal. En el presente trabajo monográfico se ha realizado un compendio sobre la propagación de pulsos ópticos a través de una fibra óptica y como intensos pulsos pueden generar efectos no lineales cuando se propagan en la fibra. El objetivo de esta monografía, fue entender los conceptos físicos lineales y no lineales de la propagación de pulsos ópticos en un medio lineal tal como es la fibra óptica patrón de telecomunicaciones.