Guía de ondas (óptica)
Una guía de onda óptica es una estructura física que guía las ondas electromagnéticas en el espectro óptico . Los tipos comunes de guías de ondas ópticas incluyen guías de ondas de fibra óptica , guías de ondas dieléctricas transparentes hechas de plástico y vidrio, guías de luz líquida y guías de ondas líquidas.
Las guías de ondas ópticas se utilizan como componentes en circuitos ópticos integrados o como medio de transmisión en sistemas de comunicación óptica locales y de larga distancia .
Las guías de ondas ópticas se pueden clasificar según su geometría (guías de ondas planas, de tira o de fibra), estructura de modo (monomodo , multimodo ), distribución del índice de refracción (índice de paso o gradiente) y material ( vidrio , polímero , semiconductor ) .
Los principios básicos detrás de las guías de ondas ópticas se pueden describir utilizando los conceptos de óptica geométrica o de rayos , como se ilustra en el diagrama.
La luz que pasa a un medio con un índice de refracción más alto se desvía hacia la normal por el proceso de refracción (Figura a. ). Tomemos, por ejemplo, la luz que pasa del aire al vidrio. De manera similar, la luz que viaja en la dirección opuesta (del vidrio al aire) toma el mismo camino, desviándose de la normal. Esta es una consecuencia de la simetría de inversión del tiempo . Cada rayo en el aire (negro) se puede asignar a un rayo en el vidrio (azul), como se muestra en la Figura b . Hay una correspondencia uno a uno. Pero debido a la refracción, algunos de los rayos del vidrio quedan fuera (rojo). Los rayos restantes quedan atrapados en el vidrio por un proceso llamado reflexión interna total .. Inciden en la interfase vidrio-aire en un ángulo por encima del ángulo crítico . Estos rayos adicionales corresponden a una mayor densidad de estados en formulaciones más avanzadas basadas en la función de Green .
Usando la reflexión interna total, podemos atrapar y guiar la luz en una guía de ondas dieléctrica (Figura c ). Los rayos rojos rebotan en la superficie superior e inferior del medio de alto índice. Son guiados incluso si la losa se curva o se dobla, siempre que se doble lentamente. Este es el principio básico detrás de la fibra óptica en el que la luz se guía a lo largo de un núcleo de vidrio de alto índice en un revestimiento de vidrio de índice más bajo (Figura d ).
