INTRODUCCIÓN
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En las comunicaciones a través de fibras ópticas los receptores ópticos son los dispositivos encargados de tomar una señal luminosa y convertirla a la señal eléctrica en forma de voltaje o corriente en con el objetivo de transportar información a través de la fibra.
CONVERSION OPTICO – ELECTRICA
Para transmitir información mediante señales luminosas a través de un conductor (fibra óptica) se requiere que en el punto emisor y receptor existan elementos para convertir las señales eléctricas en ópticas y viceversa.
En el extremo emisor la intensidad de una fuente luminosa se modula mediante una señal eléctrica y en el extremo receptor, la señal óptica se convierte en una señal eléctrica.
Para este proceso de conversión se utilizan las propiedades de los materiales semiconductores los cuales poseen dos bandas de energía, banda de valencia (nivel bajo de energía) y banda de conducción (nivel alto de energía) separadas por una distancia de energía.
Un fotón (quantum de energía) tiene una energía
h = constante de Plank
? = Frecuencia del fotón
? = longitud de onda
V= velocidad de la luz en el medio
En el semiconductor para pasar un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción, existe energía absorbida por incidencia de un fotón. Proceso inverso se realiza para liberar fotones.
E=EC – EV
Donde:
EC energía de un electrón, cuando se encuentra en la banda de conducción
EV energía de un electrón, cuando se encuentra en la banda de valencia
E es una característica del material y se puede cambiar en función al contaminante empleado en el semiconductor.
Cuando se libera un fotón se lo puede hacer de dos maneras: espontánea o estimulada. En la emisión espontánea no existe ningún medio externo que induzca al electrón pasar de la banda de conducción a la banda de valencia.
En la emisión estimulada un fotón induce a que el electrón pase a su estado de reposo, liberando un fotón, en cuyo caso se dice que existe amplificación, si además existe retroalimentación y un elemento de selectividad, se logrará tener emisiones coherentes (mediante espejos). Una representación de estos procesos se indica en la figura que se encuentra a continuación.
MARCO TEÓRICO
SubRECEPTOR ÓPTICO
Un Receptor Óptico se compone de un detector y de los circuitos necesarios asociados que lo capaciten para funcionar en un sistema de comunicaciones ópticas, transformando señales de frecuencias ópticas a frecuencias inferiores.
RECEPTOR ÓPTICO
SubUna configuración básica es el receptor de detección directa, el fotodetector convierte el flujo de los fotones incidentes en un flujo de electrones. Después esta corriente es amplificada y procesada.
DETECTORES ÓPTICOS
SubSon los encargados de transformar las señales luminosas en señales eléctricas.
En los sistemas de transmisión digital el receptor debe producir una secuencia de pulsos (unos y ceros) que contienen la información del mensaje transmitido.
Las características principales que debe tener son:
Sensibilidad alta a la longitud de onda de operación
Contribución mínima al ruido total del receptor
Ancho de banda grande (respuesta rápida)
DETECTORES ÓPTICOS
SubEstos fotodetectores son diodos semiconductores que operan polarizados inversamente.
Estos dispositivos son muy rápidos, de alta sensibilidad y pequeñas dimensiones.
La corriente eléctrica generada por ellos es del orden de los nanoamperios y por lo tanto se requiere de una amplificación para manipular adecuadamente la señal.
CONSIDERACIONES DE LOS DETECTORES ÓPTICOS
Sub
Las principales consideraciones que deben tenerse en cuenta los detectores son:
a. La obtención de una potencia lumínica pequeña que sea detectable con una tasa de error (BER) determinada se logra con convertidores que posean bajo ruido y una sensibilidad determinada en el área espectral deseada.
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