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Distribución del modo de equilibrio

La distribución del modo de equilibrio [potencia] de la luz que viaja en una guía de ondas o fibra óptica es la distribución de la luz que ya no cambia con la longitud de la fibra o con la excitación modal de entrada. Este fenómeno requiere que se produzcan tanto el filtrado de modos como la mezcla de modos en la fibra para producir un estado que sea independiente de la distribución de energía del modo lanzada por la fuente de luz. En distancias de propagación que exceden la longitud de equilibrio, la distorsión del pulso intramodal aumenta (el ancho de banda disminuye) como la raíz cuadrada de la longitud.

El término longitud de equilibrio se utiliza a veces para describir una distribución de modo estacionario , que es la longitud de fibra óptica multimodo necesaria para lograr una distribución de modo estático a partir de una condición de excitación específica. La longitud de equilibrio es, estrictamente, la longitud más larga, como resultaría de un rango ampliamente variable de excitación de entrada. Otros términos para la longitud de equilibrio son longitud de acoplamiento de equilibrio y longitud de distribución modal de equilibrio .

Se informaron distribuciones de modo de equilibrio [potencia] en los primeros sistemas de transmisión multimodo a distancias de propagación tan cortas como unos pocos cientos de metros. Sin embargo, a medida que mejoró la fabricación de fibras, los diminutos cambios dimensionales y estructurales de las guías de ondas que producen la mezcla de modos se han reducido considerablemente. La longitud de fibra necesaria para alcanzar el verdadero equilibrio es ahora mucho mayor que la longitud de los sistemas de transmisión multimodo prácticos, lo que hace que el término quede efectivamente obsoleto.

En ausencia de una fuerte mezcla de modos, el filtrado de modos de orden superior es el principal mecanismo restante para el cambio potencial de una distribución de energía en modo de entrada. Si la fuente óptica es un láser bien alineado, la distribución de potencia del modo está altamente concentrada en los modos de orden más bajo y permanece esencialmente sin cambios con la distancia debido a la falta de mezcla de modos. Si se utiliza una fuente óptica que sobrellena la fibra, sólo el grupo de modo guiado de orden más alto experimenta un exceso de atenuación y, como resultado, la distribución de potencia del modo se filtra ligeramente. ( La envoltura con mandril es un método viable para crear artificialmente este estado). Tales distribuciones de energía en modo son estacionarias; ninguno cambia con la longitud de la fibra, pero el equilibrio no existe en ninguno de los casos porque las distribuciones siguen dependiendo de la distribución de potencia de entrada.

Ver también

Referencias