El núcleo de una fibra es la región en la que se guía la luz, es decir, es responsable del efecto de guía de ondas. Por lo general, el núcleo es una región con un índice de refracción ligeramente mayor, obtenido no mediante el uso de un vidrio completamente diferente, sino dopando el vidrio con algún material que aumente el índice. En el caso de las fibras de sílice , los dopantes típicos que aumentan el índice son germania (GeO2, fibras de germanosilicato), pentóxido de fósforo (P2O5, fosfosilicato) y alúmina (Al2O3, aluminosilicato). Como alternativa o además, el índice del revestimiento puede reducirse, por ejemplo, mediante dopaje con flúor u óxido de boro (B2O3). Los agentes reductores del índice también se pueden usar en el núcleo si otros dopantes requeridos hacen que la diferencia del índice sea demasiado alta.

Se requieren dopantes adicionales para fibras activas, es decir, para fibras que pueden usarse para amplificadores de fibra o láseres. En casi todos los casos, estos dopantes contienen iones de tierras raras como Er3+ (erbio), Yb3+ (iterbio) o Nd3+ (neodimio). Además de estos iones, a menudo se utilizan otros ingredientes, por ejemplo, para reducir los efectos de extinción o fotooscurecimiento.

Las propiedades de guía de ondas están determinadas por el perfil del índice de refracción, es decir, el aumento del índice de refracción en el núcleo en relación con el del revestimiento. Para perfiles de índice escalonado, la apertura numérica y el número V son parámetros de uso frecuente.

Aunque el núcleo de la fibra es rotacionalmente simétrico para la mayoría de las fibras, existen métodos para romper esta simetría, por ejemplo, utilizando un núcleo elíptico y/o introduciendo estructuras asimétricas alrededor del núcleo. Esto puede conducir a una fuerte birrefringencia (→ fibras que mantienen la polarización ) e incluso a una guía dependiente de la polarización (→ fibras de polarización simple).

En la mayoría de los casos, el núcleo de la fibra se ubica en el centro de la sección transversal de la fibra, porque esto facilita el empalme, el lanzamiento de luz, el uso de conectores de fibra y otras uniones de fibra, etc. Sin embargo, para fibras de doble revestimiento puede ser muy ventajoso utilizar un núcleo descentrado, porque esto puede mejorar sustancialmente la absorción de la bomba. En casos raros, se utilizan fibras de núcleo helicoidal donde el núcleo se enrolla alrededor del eje de la fibra.

Una fibra de núcleo grande es una fibra óptica que tiene un núcleo de fibra que es relativamente grande. Puede ser una fibra multimodo o una fibra monomodo.

Fibras multimodo de núcleo grande

Las fibras multimodo de núcleo grande tienen un diámetro de núcleo que está muy por encima de los 50 μm o 62,5 μm que se usan normalmente en las fibras de telecomunicaciones , por ejemplo, 100 μm o incluso 400 μm. El núcleo a menudo no es mucho más pequeño que el revestimiento de fibra (consulte la Figura 1). El diámetro del revestimiento puede ir sustancialmente más allá de los 125 μm habituales para realizar núcleos aún más grandes. El número de modos de fibra guiada suele ser entonces muy elevado.

Diseño de una fibra multimodo de modo grande con un diámetro de núcleo de 105 μm y un diámetro de revestimiento de 125 μm.

Con frecuencia, tales fibras tienen un núcleo de fibra de sílice pura (en lugar de, por ejemplo, un núcleo de germanosilicato) y un revestimiento de fibra con un índice de refracción algo reducido , por ejemplo, logrado con dopaje con flúor. Sin embargo, para realizar una apertura numérica alta, todavía se pueden usar fibras con núcleo de germanosilicato.

Las aplicaciones típicas de las fibras multimodo de núcleo grande son el transporte pasivo de luz, por ejemplo, en el contexto de la iluminación, el procesamiento de materiales con láser o el bombeo óptico de láseres de estado sólido .

Fibras monomodo de núcleo grande

Si una fibra de núcleo grande es una fibra monomodo , también tiene un área de modo efectiva grande . Aquí, el término fibra de área modal grande es más común y más apropiado, ya que el área modal grande es una propiedad particularmente importante: da como resultado efectos no lineales reducidos combinados con una alta calidad del haz .

Comparación de fibras desnudas (sin recubrimiento) con un tamaño de núcleo estándar (p. ej., 8 μm de diámetro) y un núcleo grande (50 μm de diámetro).

Para esas fibras de gran diámetro, necesitamos usar un empalmador LDF para empalmar, como Fujikura 100M, Shinho S-27 LDF, etc.