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Los pasos que a continuación se van a detallar son comunes a cualquier proceso de unión de fibras ópticas, ya sea la fusión entre dos de ellas, el acoplamiento de luz a uno de sus extremos o la detección de potencia óptica. La preparación correcta de los extremos de la fibra consta de:

Figura 3-8. Pelado y limpieza de la fibra óptica.

Las fibras comerciales, debido a su fragilidad, siempre van recubiertas de algún tipo de protección o recubrimiento exterior. El primer paso consistirá en eliminar cualquier tipo de protección, es decir, dejar la fibra desnuda. En general, el

cableado más simple se compone de una protección primaria (silicona adherida) y una cubierta plástica holgada, como se mostró en la figura 3-5.

Dependiendo del material concreto de estas dos protecciones, se deberán utilizar diferentes técnicas para su eliminación, la protección adherida se elimina mediante un pelacables de alta precisión (figura 3-9). La técnica de pelado es similar a la realizada para eliminar la protección de los cables de cobre. El desplazamiento fibra - pelacables debe hacerse en la dirección que indica la flecha de éste.

Figura 3-9. Pinzas para la limpieza de la fibra óptica.

Una vez que se tiene la fibra desnuda, hay que proceder a la limpieza de posibles residuos en su superficie transversal. Para ello se utiliza papel tisú impregnado en alcohol isopropílico.

Figura 3-10. Corte de la fibra.

El paso siguiente es la realización del corte, un corte defectuoso puede producir una serie de efectos no deseados como un aumento de la potencia reflejada, pérdidas en conexiones y acoplamientos, etc. La técnica de corte de una fibra se realiza en dos pasos:

El primero consiste en realizar, en la superficie transversal de la fibra, una pequeña incisión perpendicular al eje de propagación, mediante una punta de diamante o una hoja de carbono.

En el segundo paso se debe provocar una tensión de igual fuerza a ambos lados de la incisión, de forma que ésta se extienda por toda la sección transversal de la fibra. La incisión seguida de la tensión, causa una fractura secuencial de los enlaces atómicos del material que compone la fibra, pero únicamente en la dirección que marca la punta de la ranura. Ésta es la razón por lo que la fractura propagada es plana. Por tanto, si la incisión es perpendicular al eje de propagación y la tensión inducida es uniforme, el corte será plano y perpendicular al eje de transmisión. Existen distintos modelos comerciales de cortadoras que realizan el proceso de corte de una forma más o menos sofisticada, vea la figura 3-3.

• Pulido

Cuando se trabaja con una fibra óptica, hay que tener en cuenta que aunque el núcleo y la cubierta tienen diferentes índices de refracción, visualmente no es posible identificar el área correspondiente a cada una de ellas. Por tanto, en el laboratorio la fibra se “verá” como un único cilindro de sílice.

Si el proceso de pelado y corte de la fibra se ha realizado como paso previo al montaje de un conector óptico, es necesario finalizar con un pulido meticuloso de la superficie transversal de la fibra, con el conector ya engarzado. El material de pulido que se utiliza es un abrasivo (lija) de grano fino, del orden de 0,5 μm como en la figura 3-11.

Figura 3-11. Proceso de pulido previo a la conectorización de la fibra óptica. La prefusión tiene por objeto que la superficie transversal quede ligeramente redondeada. Este paso se realiza por dos motivos: eliminar las impurezas o residuos que pudieran existir en las caras transversales de las fibras y evitar burbujas de aire dentro de la soldadura.

La existencia de burbujas puede producirse aún suponiendo un alineamiento y preparación de los extremos de las fibras perfecto, cuando se procede a la fusión sin haber realizado una prefusión, ya que la fuente de calor que se utiliza (arco voltaico) caliente la fibra de fuera a dentro y posiblemente se fusionarían las cubiertas de las fibras enfrentadas y no los núcleos de las mismas. Con la prefusión de las caras transversales se consigue que el primer contacto se produzca en el núcleo y la fusión se realizará de dentro a fuera.

Como orientación, hay que destacar que la prefusión se realiza con intensidades de arco o tiempos de arco inferiores a los utilizados en la fusión.

Como se indica al principio de este apartado, lo que se pretende es hacer un ligero redondeo en el canto de la superficie transversal de la fibra (vea figura 3-12); si se sobrepasa este objetivo, la posterior soldadura presentará una excesiva atenuación.

Figura 3-12. Fibra después de pulir.

Se procede entonces a hacer el alineamiento de las fibras, situando la zona a fusionar justo en el camino del arco voltaico como se ve en la figura 3-15 c. Posteriormente se realizará la prefusión de las fibras para pulir sus extremos y finalmente se fusionarán las fibras con sus superficies en contacto, como se ve en la figura 3-13.

Figura 3-13. Colocación de la fibra en la empalmadora para el proceso de prefusión y fusión.

El proceso final del proceso de empalme consiste en dotar de algún tipo de protección al empalme. Al realizar la soldadura, se ha desprovisto a la fibra de todas sus protecciones por lo que queda expuesta a nuevas roturas. La protección que se utiliza con mayor regularidad es una abrazadera de material termo-elástico en cuyo interior se encuentra un cable de cobre para dar mayor dureza. Esta abrazadera se sitúa en la zona del empalme y se calienta con una fuente de calor moderada. Al ser un material termo-elástico la abrazadera quedará adherida a la fibra, como se ve en la figura 3-14.

Figura 3-14. Protección del empalme.

La figura 3-15 muestra, de forma esquemática, el proceso mencionado. Es importante hacer notar que una vez terminado el empalme se debe verificar la calidad de éste, el objetivo de este trabajo es verificar esa calidad por medio del procesamiento de imágenes.

Figura 3-15. Etapas en la realización de un empalme.

Hasta ahora se ha hablado de las características físicas, geométricas de las fibras ópticas, así como de las pérdidas que pueden aparecer debidas a los acoplamientos realizados a lo largo de los enlaces de fibra, pero es importante recalcar que una vez realizado el empalme debemos verificarlo, es decir, debemos corroborar su efectividad, verificando su calidad, de modo que aseguremos que una vez en operación nos ofrecerá la mínima cantidad de pérdidas de señal a través de él. Para realizar esto es necesario conocer cómo deben hacerse las mediciones en este medio.