“APLICACIONES DEL GRAFENO EN LAFIBRA OPTICA”

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MARCO TEORICO:

¿QUÉ ES EL GRAFENO?

El carbono es uno de los elementos químicos más importantes en la naturaleza. Se encuentra en todos los seres vivos y, según se distribuyan sus átomos, puede formar sustancias con distintas características. A partir del carbono se consigue el grafeno. Este material surge cuando pequeñísimas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo), y en celdas hexagonales. Para que te hagas una idea, su estructura es similar a la que resulta de dibujar un panal de abejas en un folio. ¿Por qué en un folio? Porque es una superficie plana, de dos dimensiones, como el grafeno.[pic 8]

El grafeno se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito. Ésta, forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar muy variados objetos, desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos. Con este material se podría cubrir la fibra óptica y así poderla proteger de cualquier daño físico.

LA FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica es una delgada hebra de vidrio o silicio fundido que conduce la luz. Se requieren dos filamentos para una comunicación bi-direccional: TX y RX.

El grosor del filamento es comparable al grosor de un cabello humano, es decir, aproximadamente de 0,1 mm. En cada filamento de fibra óptica podemos apreciar 3 componentes:[pic 9]

- La fuente de luz: LED o laser.

- el medio transmisor: fibra óptica.

- el detector de luz: fotodiodo.

Un cable de fibra óptica está compuesto por: Núcleo, manto, recubrimiento, tensores y chaqueta.

Las fibras ópticas se pueden utilizar con LAN, así como para transmisión de largo alcance, aunque derivar en ella es más complicado que conectarse a una Ethernet. La interfaz en cada computadora pasa la corriente de pulsos de luz hacia el siguiente enlace y también sirve como unión T para que la computadora pueda enviar y recibir mensajes.

Convencionalmente, un pulso de luz indica un bit 1 y la ausencia de luz indica un bit 0. El detector genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en él. Éste sistema de transmisión tendría fugas de luz y sería inútil en la práctica excepto por un principio interesante de la física. Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, el rayo se refracta (se dobla) entre las fronteras de los medios.

El grado de refracción depende de las propiedades de los dos medios (en particular, de sus índices de refracción). Para ángulos de incidencia por encima de cierto valor crítico, la luz se refracta de regreso; ninguna función escapa hacia el otro medio, de esta forma el rayo queda atrapado dentro de la fibra y se puede propagar por muchos kilómetros virtualmente sin pérdidas.

¿Para qué sirve la fibra óptica?

- Tiene la función de transmitir información sin que se interrumpa o corrompa la información ajena a la inicialmente transmitida.

- Su uso inicialmente fue para transmitir datos telefónicos, posteriormente se utilizó para transmitir datos de televisión por cable y finalmente para transmitir señal de internet.

- El objetivo es disminuir la lentitud de la transmisión de datos en internet y televisión logrando obtener datos e imágenes de calidad superior y con una frecuencia elevada.

- Eleva la velocidad de la comunicación transcontinental, y amplifican con mayor facilidad los datos transmitidos.

- Se convierte en un medio barato y de fácil instalación que sirve para acelerar los datos transmitidos que se puede controlar mediante la purificación del material utilizado.

- Es el instrumento óptimo para la realización de videoconferencias y conferencias múltiples en tiempo real.

- En materia médica es utilizado en los rayos laser que cauterizan y suturan lesiones y por ende en la micro cirugía.

- En la industria se utiliza en las máquinas cortadoras y en microscopios de alta precisión.