1. Breve Reseña Histórica

RESEÑA HISTÓRICA DE LOS PRIMEROS SISTEMAS ÓPTICOS

Desde épocas muy remotas han existido sistemas de transmisión óptica, como el hombre está provisto de detectores ópticos (sus ojos), utiliza desde hace mucho tiempo la luz como medio de comunicación. 

Durante la revolución francesa, en la década de 1790, se construyó un sistema de telegrafía que se extendía por toda Francia y que utilizaba semáforos (del griego sêma, signo y phoros, que porta) construidos en las cimas de las colinas. Las fuentes de luz, los detectores luminosos y los medios de transmisión eran lentos y poco confiables.

A finales del siglo XIX, en 1880, Alexander Graham Bell inventó el "Fotófono", que es un aparato gracias al cual se comprueba que la luz puede servir para transportar la voz humana. 

Para esto, A.G. Bell enfoca la luz proveniente del sol por medio de un pequeño espejo fijado sobre la membrana vibrante de un micrófono. Las vibraciones acústicas del espejo provocan que el haz de luz reflejado fuera más o menos divergente, de esta forma Bell había producido un haz de luz modulado en amplitud, el cual recuperó, 200 m más lejos, con la ayuda de un gran espejo parabólico en cuyo centro colocó un detector de selenio.



Este detector, cuya resistencia eléctrica es función de la cantidad de luz que incide sobre él, se colocó en serie con una batería y un audífono. Este ingenioso sistema tenía el inconveniente de que dependía del sol.

Gracias al descubrimiento de fuentes luminosas de gran intensidad, se han empleado sistemas que portan mensajes luminosos codificados en clave Morse como medio de comunicación entre barcos, en un periodo que incluye hasta la Segunda Guerra Mundial. La invención del láser -fuente de luz potente, coherente y direcciones hizo nacer la esperanza de aumentar el alcance de esas comunicaciones. Sin embargo, las dificultades se originan en el mismo medio en donde se efectúa la propagación, es decir, en la atmósfera. 

En 1884 un físico irlandés, John Tyndall, demostró que la luz podía ser guiada por un chorro de agua, aun cuando estuviese curvado, mostró que la luz que se propaga en un medio con alto índice de refracción no puede penetrar en un medio que tiene un índice más bajo, cuando esta luz llega con un ángulo suficientemente pequeño, este principio, conocido con el nombre de reflexión total interna es la base del funcionamiento de un fibra óptica, ya que permite confinar la luz al medio de más alto índice. Sin embargo, no fue sino hasta 1927 que el inglés J. L. Baird y el americano C. W. Hansell, al registrar sus patentes, dieron la posibilidad de transmitir imágenes empleando fibras de silicio.

Más tarde, las fibras de plástico se utilizaron en medicina para alumbrar lugares de difícil acceso; sin embargo, estas fibras eran poco eficaces. Gracias a los trabajos de A. C. S. van Heel y de N.S. Kapany a fines de la década de 1950, la introducción de la fibra de una cubierta protectora de menor índice y la utilización de haces de fibras, permitieron que esta tecnología evolucione y fuera aplicada sobre todo el campo en el campo de la medicina. La endoscopia fue el beneficio más grande que se obtuvo de estos procesos.

No fue sino hasta el año de 1966 que, gracias a una publicación científica de K.C. Kao y G.Z. Hockhan, se consideró seriamente la posibilidad de utilizar fibras como canal de transmisión en las telecomunicaciones. Sin embargo, esta utilización necesitaba el logro de procesos tecnológicos tanto en el ámbito de las fibras como en las fuentes de la luz.

ADVENIMIENTO DEL LÁSER

La primera fuente coherente de luz se inventó a principios de la década de 1960. Este fue el láser; el invento tuvo el mérito de revivir la idea de utilizar la luz para transportar la información. Sin embargo, los primeros rayos láser de gas eran demasiado voluminosos como para utilizarlos fácilmente en las telecomunicaciones mediante fibra óptica.

La invención del láser y del diodo semiconductor électroluminescente de pequeñas dimensiones, permitió considerar el futuro con optimismo. Antes de 1970, estas fuentes semiconductoras presentaban mayores inconvenientes. Por una parte, su vida era corta y, por la otra, como estaban hechas de arseniuro de galio, la emisión era 0.95 um, que es una longitud de onda en la que las fibras son poco transparentes. El desarrollo, después de 1970, de fuentes que utilizan semiconductores de arseniuro de galio y de aluminio y que permitían entre 0.8 y 0.9 um (para estas longitudes de onda la fibra es transparente) produjo grandes esperanzas. Estas fuentes se perfeccionaron a tal grado que su vida pasó de dos horas a un millón de horas (1979). Durante este tiempo, la tecnología de las fibras experimenta también un progreso considerable.