FUENTES ÓPTICAS

1. FUENTES ÓPTICAS INTEGRANTES: Manuel Bozo Jantzen Alejandro Mendoza Ruíz Marcelo Moreno Molina

2. INTRODUCCIÓN En la descripción de los dispositivos ópticos electrónicos utilizados en las fuentes ópticas, se refleja la importancia de la naturaleza del FOTÓN de la luz. . “Un científico militar operando un láser de fotones coherente”.

3. El Fotón • El fotón es la partícula elemental portadora de todas las formas de radiación. • Los Fotones tienen la ventaja sobre los electrones de que no tienen carga ni masa en estado de reposo.

4. Generación de luz • Los fotones no viajan a través del espacio, ni tienen una estructura fibrosa. • Se requiere una carga de masa para producir excitación entre la onda de fase y la producción de luz.

5. Conversióneléctrica–óptica • En la figura superior se observa la generación de un fotón en un diodo, 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 • h = constante de Plank (6,62 · 10-34 J/s). • v= velocidad de la luz en el medio.

6. Emisión estimulada.

7. TRANSMISOR OPTICO.

8. Fuente Óptica: Las fuentes ópticas, son componentes activos, cuya función es convertir la energía eléctrica en energía óptica de manera eficiente de modo que permita que la salida de luz sea efectivamente inyectada o acoplada dentro de la fibra óptica.

9. FUENTES ÓPTICAS Características de las fuentes ópticas usadas para Fibra Óptica: Las fuentes ópticas para fibra óptica convierten impulsos eléctricos en señales luminosas y además Genera luz compuesta por corpúsculos de energía o cuantos de luz (fotones). CARACTERISTICAS Linealidad en la característica de conversión electro – óptica. Dimensiones compatibles con el de la fibra Suficiente potencia óptica de salida y eficiencia de acoplamiento. Funcionamiento estable con la temperatura. Confiabilidad. (Tiempo de vida útil). Bajoconsumo de energía. Economía. DIODO LED DIODO ILD

10. LONGITUDES DE ONDA DE LOS EMISORES DE LUZ • Las longitudes de onda más utilizadas son:

11. DIODOS EMISORES DE LUZ (LED): Es un dispositivo semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido. Utilizan una corriente de 50 a 100 mA, su velocidad es lenta. Esta fabricado casi siempre con un material semiconductor como el arseniuro de aluminio y galio (AL, Ga, As) o el arseniuro fosfuro de galio (Ga, As, P). Utilizado en fibras multimodo. Al centro del mismo se encuentra un chip semiconductor.

12. El chip tiene dos regiones separadas por una juntura. La región p está dominada por las cargas positivas y la n por las negativas.

13. Funcionamiento físico del LED: Al pasar un electrón por los materiales semiconductores, este pierde energía, manifestándose en forma de un fotón desprendido con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria. Se polarizan las energías de ambos lados, del negativo al positivo y viceversa, liberando la salida en forma de luz y la parte restante en forma de calor.

14. Tipos de LEDs. LED DE HOMOUNIÓN Estructuras de LED de homo-unión: (a) Arseniuro de Galio dopado con Silicio (b)difusión plana.

15. LED DE HETERO- UNIÓN Ventajas: El aumento de densidad de corriente genera una mancha luminosa mas brillante. La menor área emisora facilita acoplar la luz emitida a una fibra. La pequeña área efectiva tiene menor capacitancia, lo que permite usar el LED de hetero-union a mayores velocidades.

16. CARACTERÍSTICAS DE LOS LEDs. Potencia de salida en función de la corriente directa. Potencia de salida en función de la temperatura.

17. . Potencia de salida en función de la longitud de onda.

19. Diodo de inyección láser ILD

20. Corriente de umbral Portadores minoritarios excitados ILD FUNCIONAMIENTO Aumenta nivel de energia de ionizacion FOTONES Portadores inestables

21. Extremos muy pulidos FUNCIONAMIENTO

22. El principio de funcionamiento del laser es obligar a los átomos a almacenar luz y emitirla en forma COHERENTE. La magnitud de potencia óptica de salida del ILD depende mas de la temperatura de funcionamiento.

23. En la cavidad de resonancia se realiza el proceso de AMPLIFICACION CAVIDAD DE RESONANCIA OPTICA

24. Ventajas y desventajas de los ILD

25. DIODOS LASER ENCAPSULADOS 635-670 nm fibre pigtailed laser diodes 785 nm fibre pigtailed laser diodes 1310-1550 nm receptable packaged laser diodes 785-830 nm receptacle packaged laser diodes

26. COMPARACIÓN LED – LASER

27. Orientativamente podemos realizar la siguiente comparación entre emisores LED y Láser, tomando como base una utilización en 2da ventana: