Un rosario de luz en una fibra óptica o cómo se “funde” la fibra óptica (o la belleza de la fibra óptica)

Si un láser inyecta un pulso óptico excesivamente intenso en una fibra óptica convencional, se produce un fenómeno de ruptura en cadena de la fibra (fundición del núcleo, parte central, de la fibra, cual si fuera el cable de un fusible). Lo sorprendente es que empieza a fundirse por el extremo opuesto al láser. A una velocidad de fundición del orden de 1 m/s, se pueden fundir varios kilómetros en pocos minutos. En youtube buscas “fiber fuse” y tienes varios videos muy espectaculares del fenómeno. Arriba tienes un botón de muestra. Más videos los tiene en la página web (en inglés) de TODOROKI Shin-ichi. Te recomiendo su artículo “Two serendipitous episodes — How I embarked on fiber fuse research”, es muy curioso de leer.

Como afirma MiGui: No es sorprendente, verás, la fibra óptica es un medio dieléctrico por lo que conduce mal el calor. En cambio se intenta que tenga pocas pérdidas para que sea eficiente la transmisión, así que poca parte de la energía electromagnética del pulso emitido se pierde a lo largo de su recorrido. Pero claro, al llegar al final hay una discontinuidad brutal entre dos medios dieléctricos: el aire y la propia fibra. Así que ahí se produce una onda reflejada y una transmitida, pero como se trata de un cambio tan abrupto, la energía se acumula y se empieza a deshacer por ese extremo. Si empezase a fundirse al principio, no tendríamos fotónica ni comunicaciones ópticas ni nada por el estilo.

Este interesante fenómeno fue descubierto en 1987 por R. KASHYAP, “Self-propelled self-focusing damage in optical fibres,” Proc. Int. Conf. Lasers, 7-1, 1 December 1987, y publicado en una revista en 1988, R. KASHYAP, and K.J. BLOW, “Observation of catastrophic self-propelled self-focusing in optical fibres,” Electron. Lett., 1988, 24(1) 47-49. Artículos más recientes sobre el tema los tenéis aquí.