Presentacin de PowerPoint
REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE LAS
FUERZAS ARMADASMARACAIBO-EDO ZULIA FUENTES OPTICASELABORADO
POR:ANTONIETTA PIRELAGAMER ECHETOJESSICA
CHERRE07-ITE-D01COMUNICACIONES OPTICA
FUENTES OPTICASTpicos de fsica de semiconductores:Banda de
energa
Los niveles de energa de los electrones en los tomos de un
cristal no coinciden con los niveles de energa de los electrones
para tomos aislados. En un gas, por ejemplo, se pueden despreciar
las interacciones de unos tomos con otros y los niveles de energa
no se ven modificados. Sin embargo, en un cristal el campo elctrico
producido por los electrones de los tomos vecinos modifica los
niveles energticos de los electrones de los tomos de sus
alrededores.
FUENTES OPTICASMateriales intrnsecos: Materiales extrnsecos:
Es un cristal de silicio o germanio que forma una
estructuratetradricasimilar a la delcarbonomediante enlaces
covalentesentre sus tomos, en la figura representados en el plano
por simplicidad.
Si a un semiconductor intrnseco, como el anterior, se le aade un
pequeo porcentaje deimpurezas, es decir, elementos trivalentes o
pentavalentes, el semiconductor se denomina extrnseco, y se dice
que estdopado. Evidentemente, las impurezas debern formar parte de
la estructura cristalina sustituyendo al correspondiente tomo de
silicio. Hoy en da se han logrado aadir impurezas de una parte por
cada 10 millones, logrando con ello una modificacin del
material
FUENTES OPTICASUnin p-nSe denominaunin PNa la estructura
fundamental de loscomponentes electrnicos comnmente
denominadossemiconductores, principalmentediodosytransistores. Est
formada por la unin metalrgica de doscristales, generalmente
desilicio(Si), aunque tambin se fabrican degermanio(Ge), de
naturalezas P y N segn su composicin a nivel atmicoFUENTES
OPTICASDiodos emisores de luz (LEDs):EstructuraUn diodo LED comn se
compone de las siguientes partes:1.- Extremo superior abovedado de
la cpsula de resina epoxi, que hace tambin funcin de lente convexa.
La existencia de esta lente permite concentrar el haz de luz que
emite el chip y proyectarlo en una sola direccin.2.- Cpsula de
resina epoxi protectora del chip.3.- Chip o diodo semiconductor
emisor de luz.4.- Copa reflectora. En el interior de esta copa se
aloja el chip emisor de luz.5.- Base redonda de la cpsula de resina
epoxi. Esta base posee una marca plana situada junto a uno de los
dos alambres de conexin del LED al circuito externo, que sirve para
identificar el terminal negativo () correspondiente al ctodo del
chip.6.- Alambre terminal negativo () de conexin a uncircuito
elctricoo electrnico externo. En un LED nuevo este terminal se
identifica a simple vista, porque siempre es ms corto que el
terminal positivo.7.- Alambre terminal positivo (+) correspondiente
al nodo del chip del diodo, que se utiliza para conectarlo al
circuito externo.8.- Alambre muy delgado de oro, conectado
internamente con el terminal positivo (+) y con el nodo del
chip.
FUENTES OPTICASFuentes de luzComo hemos dicho antes, la luz es
una forma de energa. Para crear luz, otra forma de energa debe
proporcionarse. Existen dos tipos bsicos de fuentes de
luz:IncandescenciayLuminiscencia. La incandescencia involucra la
vibracin de tomos enteros, y la luminiscencia involucra slo a los
electrones.
Luz incandescente La incandescencia es luz obtenida de la energa
de calor. Si calentamos algo a una temperatura lo suficientemente
alta, esto empezar a brillar. La luz incandescente se produce
cuando los tomos se calientan y empiezan a liberar alguna de su
vibracin termal como radiacin electromagntica
Luz luminiscente La luminiscencia es"luz fra", es luz de otras
fuentes de energa que puede tener lugar en temperaturas normales o
ms bajas. La luz luminiscente ocurre a temperaturas ms bajas que la
luz incandescente.
FUENTES OPTICASEficiencia cunticaEs la relacin entre el nmero de
fotonesgeneradosy el nmero de portadores (electrones y huecos) que
cruzan la unin PN y se recombinan. Este parmetro debe hacerse tan
grande como sea posible. Su valor depende de las probabilidades
relativas de los procesos de combinacin radiante y combinacin no
radiante, que a su vez dependen de la estructura de la unin el tipo
de impurezas, y sobre todo, del material semiconductor.
Potencia Lapotencia del diodo ledest determinada por la cada de
tensin en los bornes y la corriente del dispositivo
FUENTES OPTICASModulacin Puesto que la salida de luz de
unLEDtiene una regin en la que eslinealmente proporcional a la
corriente directa a travs del diodo, es til para producir un nivel
de luz que sea proporcional a una cierta seal. Esa seal se puede
enviar luego a travs de un cable de fibra ptica y detectarse en el
otro extremo. La necesidad bsica de modulacin es entonces un
dispositivo que produzca una corriente proporcional a la tensin de
entrada de la seal aplicada. Esto puede hacerse con unconvertidor
de voltaje a corriente.
FUENTES OPTICASdiodos laser:Es un lser semiconductor que emite
luz monocromtica y coherente por el proceso de emisin estimulada.
Hay muchas aplicaciones de estos dispositivos que afectan nuestra
vida diaria, como en los sistemas telefnicos, mayor fidelidad en
los reproductores de msica, en sistemas de visin, sensores,
etctera.
FUENTES OPTICASModos de diodos laserLos dos espejos del lser
forman una cavidad resonante, de modo que entre ellos se forman
patrones de ondas estacionarias de manera exactamente anloga a las
ondas estacionarias en una cuerda o en un tubo de un rgano u otro
instrumento musical de viento. La condicin para la formacin de
ondas estacionarias de cualquier tipo es que la longitud de la
cavidad en la que se forman sea un nmero entero de semis longitudes
de onda:
. Los modos axiales condicionan el contenido espectral de la luz
emitida, pero todos contribuyen a un solo punto de luz en un corte
transversal del haz (una distribucin de luz homognea en el plano
perpendicular al eje del haz). Por el contrario, los modos
transversales que vamos a discutir en este apartado dan lugar a un
patrn de puntos de luz en la salida del lser.Los modos axiales estn
formados por frentes de onda planos que viajan a lo largo del eje
de la cavidad lser siguiendo la lnea que une los centros de los
espejos. Tcitamente hemos asumido espejos plano-paralelos y un haz
perfectamente colimado. Sin embargo esto no deja de ser una
idealizacin. Debido a efectos de difraccin, tal haz no puede
existir entre espejos de tamao finito. La teora de la difraccin
establece que una parte de la radiacin se extender ms all de los
bordes de los espejosFUENTES OPTICASEficiencia cuntica externanmero
de fotones emitidos dividido por el nmero de electrones inyectados
(ambos por unidad de tiempo). Eph es la energa de los fotones
emitidos, que ser aproximadamente igual al gap del semiconductor en
la zona del diodo donde se producen las recombinaciones
radiativas.Po/EphFUENTES OPTICASMUDULACION DE LOS DIODOS
LASERModulacin directa de un diodo lserLa capacidad de modulacin
directa de los diodos lser a travs de la corriente aplicada es una
de las principales ventajas de este dispositivo. En los siguientes
apartados se analizan los formatos bsicos de modulacin directa del
diodo lser.Modulacin OOK (On-Off Keying)Este tipo de modulacin
consiste en suministrar al diodo lser una corriente, ION, superior
a la corriente umbral del diodo lser para que tenga lugar la
radiacin, cuando se desea emitir el bit "1". En caso de transmitir
el bit "0" la potencia ptica emitida por el lser debe ser nula, por
lo que la corriente aplicada, IOFF, debe ser menor que el umbral.
Emplear una corriente IOFFprxima a cero tiene como ventaja que la
potencia residual asociada a los bits "0" debida a las emisiones
espontneas es mnima, incrementando el cociente de extincin y por
tanto reduciendo la probabilidad de error.FUENTES OPTICASModulacin
de pequea sealEste esquema de modulacin se emplea en sistemas
analgicos. Consiste en aplicar al lser pequeas variaciones de
corriente alrededor de un valor de polarizacin de forma que se
produzca la emisin de una potencia ptica que varia de la misma
forma que la corriente aplicada, como muestra la siguiente
figura.Modulacin externaLa modulacin externa consiste en un diodo
lser emitiendo una potencia ptica continua seguido por un
dispositivo externo que realiza la modulacin deseada. Esto permite
evitar los efectos que provoca elchirp de frecuencia generado al
modular la amplitud de la potencia ptica generada por el lser, cuyo
origen se encuentra en la dependencia existente entre el ndice de
refraccin del material semiconductor y la densidad de
electrones.
FUENTES OPTICASLa estructura bsica de los diodos lser consiste
de la unin entre capas de semiconductores con diferentes
propiedades de conduccin elctrica
FUENTES OPTICASLinealidad de la fuente de luzSi bien la luz se
conoce fundamentalmente por su naturaleza energtica, y por su
carcter imprescindible para que dicha comunicacin se pueda
producir, tambin es cierto que la luz participa directamente en el
proceso comunicativo porque, desde este punto de vista, la luz
contiene denotaciones y connotaciones que se integran en el
mensaje
FUENTES OPTICAS Especificaciones estndar de fuentes de fibra
ptica
FUENTES OPTICASLinealidad de la fuente de luzSi bien la luz se
conoce fundamentalmente por su naturaleza energtica, y por su
carcter imprescindible para que dicha comunicacin se pueda
producir, tambin es cierto que la luz participa directamente en el
proceso comunicativo porque, desde este punto de vista, la luz
contiene denotaciones y connotaciones que se integran en el
mensaje
GRACIAS..
