Control de polarización en fibras ópticas monomodo - Bourdieu, Juliana Nadine (2023)
Cuando una fibra óptica sufre deformaciones su birrefringencia cambia y, por lo tanto, el estado de polarización de un haz que se propaga por ella también. En este trabajo se estudiaron los efectos de la birrefringencia inducida al presionar y torsionar fibras ópticas con el fin de diseñar un sistema de control de polarización. Para observar estos efectos, se diseñó una configuración experimental que consistió en una fibra monomodo con polarizador interno por la cual se propagó un haz producido por un diodo láser acoplado a fibra multimodo de 808 nm. Con el objetivo de ejercer deformaciones sobre la fibra monomodo de manera sistemática y repetible, se diseñaron y caracterizaron sistemas de actuación de presión y torsión. El actuador de presión permitió presionar a la fibra aplicando tres valores de fuerza y cuantificar cada una utilizando un sensor resistivo. El actuador de torsión posibilitó curvar (8.6 ± 0.1) cm de fibra con treinta y nueve radios de curvatura distintos, utilizando piezas mecánicas de diseño propio. Para conocer el estado de polarización del haz que sale de la fibra monomodo se midieron los parámetros de Stokes implementando el método de la lámina de cuarto de onda rotante. La implementación de este método implicó armar una configuración experimental y diseñar un proceso de medición para controlar de forma automatizada los distintos instrumentos involucrados. Finalmente, se evaluó la aplicación de los sistemas de actuación como método para controlar la polarización en fibras monomodo. Por un lado, se adquirió el estado de polarización del haz que emerge de la fibra al ejercer todos los valores de presión y torsión que permiten los actuadores. Obteniéndose que fue factible recorrer una distancia angular que representa un 49 % y un 15 % del total de ángulos de orientación y elipticidad posibles respectivamente. Por el otro lado, se analizó la estabilidad temporal de la polarización al fijar los sistemas de actuación. Para ello, se midió dos veces la polarización en función del tiempo: una medición fue de 3 h 42 min con la fibra monomodo fría; y la otra medición, fue de 3 h con la fibra monomodo caliente. En la primera se encontró que la polarización varió significativamente a pesar de que la presión y torsión sobre la fibra se mantuvieron fijas. En la segunda se tuvo que la polarización del haz fue constante durante una hora con un error del 3 % para el ángulo de orientación y del 4.5 % para el ángulo de elipticidad. Con todo esto, se concluyó que los sistemas de actuación diseñados son un buen método para controlar la polarización, pues no solo es posible acceder a una gran cantidad de estados, sino que también el método es estable en el tiempo cuando la fibra se encuentra termalizada.