Laboratorio de fibras ópticas del Instituto de

Laboratorio de fibras ópticas del Instituto de

Encuentro RIA – AstroMadrid
Desarrollo de instrumentación astronómica en España, Madrid, septiembre de 2013
.
Laboratorio de fibras ópticas
del Instituto de Astrofísica de Canarias
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F. Gracia y J. L. Rasilla
Instituto de Astrofísica de Canarias, C/ Vía Láctea S/N, 38205-La Laguna, Tenerife, España
Resumen
Las fibras ópticas, prácticamente desde su aparición se incorporaron a la instrumentación astronómica con buenos resultados, a tal grado que una gran parte de
los instrumentos que funcionan en la mayoría de todos los telescopios del mundo no podrían prescindir de ellas, a la par de que cada día se están logrando
fabricar con mucha más eficiencia. El principal uso de las fibras ópticas en astronomía es en forma de haces ópticos y aunque existen muchas compañías que se
dedican al diseño y fabricación éstos, son muy pocas las que pueden hacerlo con las características que se requieren para su uso en astronomía. Por ello, ante
esta necesidad el IAC montó su laboratorio de fibras ópticas, el cual, le permitió fabricar algunos de sus primeros instrumentos que incorporaron fibras ópticas, tal
como Hexaflex, 2D-Fis e Integral. Desde entonces, ha intentado mantenerlo actualizado, para poder seguir desarrollando investigaciones en el campo. En dicho
laboratorio se diseñan, fabrican y prueban haces de fibras ópticas que sirven como prototipo o son los definitivos para funcionar en algunos instrumentos. Por lo
cual, aquí se da una visión general de dicho laboratorio.
Laboratorio de fibras ópticas
Desde el año 1988 el Laboratorio de fibras
óptica del IAC fue uno de los primeros en fabricar
haces de fibras ópticas para su uso en la
astronomía y su principal trabajo se vio reflejado
en el espectrógrafo lntegral que estuvo
trabajando
desde
1997-2004
como
un
instrumento de uso común en el telescopio
Williams Herschel del ORM y ahora hace solo de
forma privada.
Vista general del laboratorio de fibras ópticas
En el laboratorio se desarrollan técnicas,
de pegado, empaquetado y pulido de fibras
ópticas, cuidando al máximo estos detalles
para evitar que las estas sean sometidas a un
exceso de tensiones o un mal pulido y no
funcionen adecuadamente.
Espectrografo integral en la plataforma Nysmth del telescopio Williams
Herschel, ttp://www.ing.iac.es/PR/archive/wht/instruments.html#int03
Pruebas y caracterización
Al ser el laboratorio de fibras ópticas un
anexo del laboratorio óptica del IAC, tiene la
ventaja de que dispone la instrumentación con
que se cuenta en él, para poder realizar las
pruebas de caracterización de los trabajos
realizados. De esta forma podemos medir el
acabado óptico de las superficies pulidas, la
degradación de la razón focal y la transmitancia
relativa.
Empaquetado de fibras ópticas con y sin microtubos.
Diseño de haces de fibras ópticas
Continuando con la experiencia adquirida,
se ha participado en estudios de viabilidad de
proyectos que han requerido el diseño haces de
fibras de fibras tales como ODIN, SIDE,
ESPRESSO por mencionar algunos y en otros se
ha asumido el diseño, fabricación y pruebas de
los mismos como el proyecto EDIFISE, HORS y
HORUS.
El diseño de los
haces no se limita al
uso de fibras ópticas
convencionales
con
geometría circular si no
también a las actuales
con geometrías cuadradas, octogonales o en
forma de D las cuales presentan cierta ventajas a
las fibras ópticas tradicionales.
Interferogramas obtenidos durante el proceso de pulido de diferentes
fibras ópticas que van mostrando el acabado superficial de cada una
de ellas.
Pulido de fibras, empaquetado de una pseudo rendija y un conector
de 331 fibras ópticas y colocación de microlentes.
Prototipos
Una forma de verificar que los diseños de los
haces de fibras funcionan de acuerdo a la
teoría, antes de fabricarlos, lo mejor es crear
prototipos, siendo esta una de las funciones del
laboratorio. Así de esta forma se han montado
haces de fibras ópticas para proyectos como
SIDE, EDIFISE; HORUS y ESSPRESO.
Diferentes bancos de pruebas ópticas que nos permiten acoplar
microlentes a los haces de fibras si lo requieren o simplente medir la
DRF.
Geometría Diferentes fibras ópticas, cuadrada, octogonal y en forma de D.
Para medir
la
transmitancia absoluta
se
utiliza
un
espectrofotómetro Cary
5E de Varian, que nos
permite
realizar
medidas
de
forma
continua en un rango de
170-3300 nm.
Fabricación
Actualmente el laboratorio de fibras ópticas
cuenta con dos pulidoras, una lapeadora de
muestras geológicas que permite pulir planos de
hasta 20cm de diámetro y una pulidora para
elementos ópticos con la cual se pueden
alcanzar hasta los 50 cm.
Muestra de alguno prototipos fabricados.