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Comunicaciones ópticas
1
Noviembre 2005
PRH
Transmisores enComunicaciones Ópticas
Paloma Rodríguez Horche
Dpto. de Tecnología Fotónica
E.T.S.I. Telecomunicación
Universidad Politécnica de Madrid
Comunicaciones ópticas
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Noviembre 2005
PRH
Estructuras Láser
Reducir Ith
Eliminar modos lateralesPo grande y estableMayor enfoque posibleMonofrecuencia
EMISIÓN DE BORDE EMISIÓN DE SUPERFICIE
Geometría de Tira Cavidad Selectiva en frecuencia
Cavidad acoplada
Red de Difracción
Doble Heterounión
AREA-ANCHA
GUIADO POR GANANCIA
(Cavidad Fabry-Perot)
Guiado por Índice
DÉBILGuiado Fuerte
(Estructuras Enterradas)
Cavidad Vertical
Cavidad Horizontal
Red de Difracción
POZO CUÁNTICO
(Quantum-Well)
MÚLTIPLESIMPLE
Mono-frecuencia
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PRH
Estructuras Láser: Guiado Lateral
Guiado por ganancia:
Fabricación sencilla
Haz inestable
metalcontac
oxidep-cladding
n-claddingactive
substrate
metalcontac
p-cladding
n-claddinga
substrate
metalcontac
oxide
active
substrate
n blockinglayerconfinementlayer
n
n
p p
p
Guiado débil por índice:
Fabricación más compleja
Control de modos laterales
Menor volumen bombeado
Guiado fuerte por índice
(estructuras enterradas, HB)
Fabricación muy compleja
Confinamiento óptico y de portadores
Mínimo volumen bombeado
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PRH
Láseres de Pozo Cuantico (I)
3DLáser de Volumen (bulk)Zona activa: 0,2-0,5 µm
2DLáser de pozo cuántico (QW)
Zona activa: 5-10 nm
Ec
Ev
AlGaAs
25%GaAs
AlGaAs
25%
Ec
Ev
AlGaAs
60%
GaAsAlGaAs
60%
20%
20%
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Láseres De Pozo Cuántico (II)
Zona activa: 5-20 nm
Confinamiento de e- y h+ en sub-bandas de energía
Ventajas:
Menor volumen + efectos 2D ⇒menor corriente umbral
Más grados de libertad (long. onda)
Más velocidad
• Desde 2000 (casi) todos los LD son de QW
• Futuro:
→ Punto cuántico (QD)?
→ Cascada cuántica (QC)?
EC
p-claddingn-cladding
QW
EV
y
Eei
Ehj
∆Eei-hj
||ψei2
||ψhj
2
Confinamiento Confinamiento
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Láseres Monofrecuencia (Single Frequency) (I)
LÁSER FABRY-PEROT (LD-FP)
SMSR = 3 - 20 dBLÁSER MONOMODO
SMSR = 30 - 40 dB
Side Mode Supression Ratio (SMSR) = 10 log (P0/Ps)
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Láseres Monofrecuencia (II)
→Seleccionan un único modo longitudinal de la cavidad
→Tecnología muy compleja
→Alto precio
DFB: Distributed Feedback Laser
Regiónactiva
p-type
n-type
grating
+
-
p-type
n-type DBRDBR
+
-
DBR: Distributed Bragg Reflector
Longitud de onda de Bragg:
Λ = m λB / 2 neff
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Láseres Sintonizables
Láser de cavidad externa
Láser DBR multisección
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Láseres De Emisión Superficial
Vertical Cavity SurfaceEmitting Lasers (VCSELs)
→ Pequeño volumen: menor ganancia, menor Ith
→ Alta densidad (producción)
→ Posibilidad de arrays 2D
→ Tecnología compleja
→ Problemas térmicos
→ Bajo precio!
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PRH
LED:
Motivación: Fortalecer la emisión espontánea
Principios de funcionamiento
Mecanismos de recombinación
Ancho de Banda de Modulación
Estructuras LED
LEDPrincipios de Funcionamiento y Estructuras
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LED: Principios de funcionamiento
• Estructura basica: diodo p-n en material de gap directo
• Basado en emisión espontánea
• Característica P-I: aprox. Lineal
• Baja eficiencia de conversión (2-3 %)
Iq
hI
q
hPP eextinextout
=
==
υηυηηη
Un emisor LED es básicamente un diodo de unión p-n fabricado sobre un semiconductor de “gap” directo y diseñado para facilitar al máximo la extracción al exterior de la emisión espontánea.
La relación entre la potencia óptica emitida Pout y la corriente inyectada I es aproximadamente lineal, salvo a muy altas corrientes en las que la emisión disminuye debido al autocalentamiento. Se define como eficiencia cuántica externa ηe la relación entre el número de fotones extraídos y el numero de electrones inyectados. Salvo en algunas estructuras recientes, con valores de hasta el 22%, el valor típico de ηe es bajo (1-3%), debido a las dificultades en la extracción de los fotones espontáneamente emitidos.
La emisión espontánea del LED es incoherente, es decir, los fotones emitidos no tienen correlación entre sí. La frecuencia, polarizacción, dirección, y fase de cada uno de ellos es independiente de los demás.
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Emisión espontánea; Eficiencias
Rtot (n) = Rnrad (n) + Rspon(n) = ∆n/τtot
Efc↑ ⇒ fc (E2) ↑Efv↓ ⇒ 1 – fv (E1) ↑
Incremento de Bombeo ⇒
rspon (hν) ∝ fc (E2) • [ 1 - fv (E1)] (nº de fotones por seg. Hz. y unidad de volumen)
Fortalece Em. Espontánea
Rnrad = ∆n / τnrad Rrad = ∆n / τspt τtot- 1= τnrad
- 1+ τspt-1
En estacionario: I = e Vact Rtot(n) Pin = Vact (hν) Rrad = ηin (hν/e) I
Se radian fotones es todas las direcciones ⇒ Pout = ηextr Pin = ηextr ηin (hν/e) I = ηe(hν/e) I
ηextr = Eficiencia de la extracción 2 – 3 % (Máx 30 %) Mejora con Doble Heteroestructura
ηin = Rrad / Rtot = τnrad /(τesp + τnrad)
Eficiencia Interna
Eficiencia externa
inyectadoseden
salidafotonesdene −=
º
ºη
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Mecanismos de Recombinación
• No Radiativa: sin emisión de luz, por trampas (defectos)
• Radiativa: emitiendo luz (espontánea o estimulada)
→ Rnrad = ∆n / τnrad [cm-3 s –1]→ Rrad = ∆n / τrad [cm-3 s –1]→ Rtot = ∆n / τtot = Rnrad + Rrad
→ τtot-1 = τnrad
-1 + τrad-1
→ η = Rrad / Rtot = τnrad /(τrad + τnrad)
τnrad τrad τtot η
Si 10 ns 10 ms 10 ns 10-6
GaAs 10 ns 10 ns 5 ns 0,5
h+
e-
N- Rad Rad
hνEc
Ev
ET
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• Filtro paso bajo:
Respuesta Dinámica del LED
( )[ ]P
P
tot
rise fall tot
( )( )
.,
ωωτ
τ τ
=+
≈
0
1
2 2
21
2
• Producto Potencia-Ancho de banda = Cte
⇒ Compromiso potencia-velocidad
• Valores típicos: 10 MHz-1 GHz
2.2 τn
90 %
10 %
t
P
Al aplicar un escalón de corriente a un LED la potencia óptica aumenta de acuerdo con una función exponencial similar a la de un circuito RC. El tiempo característico τtot corresponde al tiempo de vida de portadores, tomando valores entre 1 y 10 ns.
La respuesta en frecuencia (modulación en pequeña señal) corresponde a un filtro paso bajo de polo simple, con ancho de banda (2πτtot)
-1. Los valores típicos de ancho de banda en LEDs de comunicaciones varían entre 10 y 150 MHz, pudiéndose encontrarse algunos de mayor velocidad. Sin embargo, cuando la velocidad es mayor la potencia emitida disminuye en comparación con dispositivos más lentos.
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Estructuras LED
LED Emisión Superficial
(SLED)
LED Emisión Lateral
(ELED)
p+-GaAsp-AlGaAs
p-GaAsn-AlGaAs
Contacto metálico
Contacto metálico
Capa de Aislamiento(SiO)2
GaAs-substrate
Luz de
salidap-AlGaAsp-GaAsn-AlGaAs
n-GaAssubstrato
Contactometálico
Región emisora de luz
Contactometálico
etchedwell
epoxyadhesivo
Fib
ra Ó
ptic
aM
ulti
mod
o
SiO2
LED Superluminiscente
(SLD)
Existen muchas estructuras LED, dos de las cuales están representadas en las figuras.
La de la izquierda corresponde a un LED de emisión superficial (“surface emitting LED”, SLED), también llamado tipo Burrus, muy empleado en comunicaciones ópticas desde hace años. La estructura de capas corresponde a una unión p-n cuya zona activa es GaAs. Las capas epitaxiales se sueldan con la parte superior (p) hacia abajo sobre un sumidero de calor con el fin de facilitar la disipación. En el substrato se realiza un agujero mediante ataque químico hasta acercarse a la zona activa, en el que se coloca una fibra MM, buscando que la mayor parte de la luz emitida se acople a la fibra.
La estructura de la derecha corresponde a un LED de emisión lateral (“edge emitting LED”, ELED). En este caso la extracción de la luz y acoplo a la fibra se realiza por un lateral de la estructura de capas. El diseño de la estructura, al igual que en un LD, da lugar a un fenómeno de guiado óptico en la dirección de inyección de corriente, que aumenta la emisión en las caras laterales.
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Características de la Emisión
• Potencia – Corriente– Dependencia con la temperatura
• Espectro– Variación del espectro con:
• Temperatura
• Corriente
• Diagramas de Radiación
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Potencia - Corriente
LED
P-I lineal (casi)
Baja pend. (tip. 10-4 W/A en fibra )
Baja potencia (tip. –15 dBm)
DEPENDENCIA CON LA TEMPERATURA
(pequeña)
T↑ ⇒ ηI ↓SLD mayor dependencia con T por emisión estimulada
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• P-I lineal (casi)• Baja pendiente (típica 10-4 W/A en
fibra)• Baja potencia (tip. –15 dBm)• Poca dependencia con temperatura
(SLD mayor dependencia con T por emisión estimulada)
• P-I con umbral (típica 10 mA)• Alta pendiente (típica 0.1-0.5 W/A en
fibra)• Alta potencia (típica 0-10 dBm)• Alta dependencia con temperatura
Característica Potencia-Corriente (P-I)
Current (mA)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Ou
tpu
t p
ow
er
( µW
)
0
10
20
30
40
50
60
-15 ºC
25 ºC
65 ºC
Current (mA)
0 5 10 15 20 25
Out
put p
ower
(m
W)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
15 ºC25 ºC35 ºC45 ºC
55 ºC
LED DIODO LÁSER
Las figuras comparan curvas experimentales medidas en un LED y LD comerciales de 1300 nm acoplados a fibra.
Puede observarse que la relación P-I en el LED es casi lineal con una cierta saturación causada por efectos de autocalentamiento. La potencia máxima acoplada a fibra MM es baja, siendo su valor típico -10 a 15 dBm. La dependencia de la potencia con la temperatura ambiente es pequeña.
En el caso del LD puede observarse la existencia de un valor umbral altamente dependiente con la temperatura, según la expresión empírica:
donde T0 se denomina temperatura característica y toma valores entre 50 y 150 K. La dependencia con la temperatura es más acusada en láseres de 2ª y 3ª ventana que en los de 1ª ventana.
Los LDs acoplan alta potencia en fibra SM, típicamente entre 0 y 10 dBm para láseres de comunicaciones. La pendiente de la curva P-I es altamente lineal, hasta su potencia máxima de operación.
=
00 exp
T
TII thth
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LED: dependencia con la temperatura
P(mW)
T ºC
SLED
ELEDSLD
20 60
T↑ ⇒ ηI ↓
Poca dependencia con temperatura T↑ ⇒ ηI ↓
SLD mayor dependencia con T por emisión estimulada
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Espectro de Emisión
Wavelength (nm)
1100 1200 1300 1400 1500
Pow
er In
tens
ity (
a.u.
)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Wavelength (nm)
1270 1280 1290 1300 1310 1320
Pow
er In
tens
ity (
dBm
)
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Wavelength (nm)
840 842 844 846 848 850 852 854
Pow
er In
tens
ity (
dBm
)
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
Wavelength (nm)
1536 1537 1538 1539 1540 1541
Pow
er In
tens
ity (
dB)
-50
-25
0
25
50
75
100
125
15
25
35
40
45
50 ºC
20
30
LED Fabry-Perotlaser diode
VCSELDFB laser
(a) (b)
(c) (d)
En las figuras se comparan los espectros de emisión medidos experimentalmente de cuatro tipos de emisores:
a) LED: Su espectro es habitualmente asimétrico y con un único lóbulo, de ancho a mitad de altura ∆λ entre 30 y 150 nm.
b) LD-FP: presenta diferentes picos correspondientes a los modos longitudinales. Cada pico es muy estrecho, y el ancho de la envolvente vale típicamente entre 0,5 y 2 nm.
c) LD-DFB: presenta un único pico de emisión cuya anchura será comentada posteriormente.
d) VCSEL: presenta también un único pico sin lóbulos secundarios, salvo a altas corrientes en las que los modos transversales desdoblan la emisión en varios picos muy cercanos.
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Espectro de Emisión (LED)
• hνP = Eg + (kT/2) (ev)
• ∆λ ≈ 1,45 λp2 (kT) (∆λ, λp (µm))
• Típico: 30-60 nm
• Espectro más ancho para materiales fuertemente dopados.
• T↑ ⇒ se desplaza el pico de emisión ⇒ ∆λ↑
Dependencia con dopaje y temperatura:
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P (mw)
I (mA)
λ
Chirp en frecuencia
ESPECTRO LASER FP: variación con I
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ESPECTRO LASER FP: variación con I
40 mA
35 mA
30 mA
25 mA
20 mA
16 mA
I = 14 mA
λ (nm)
Salto de modo (“mode hopping”) longitudinal, →autocalentamiento: al aumentar la temperatura interna el “gap”
del semiconductor se estrecha y el máximo del espectro de ganancia se traslada a longitudes de onda mayores.
Adicionalmente también se aprecia un ligero desplazamiento de cada uno de los modos a longitud de onda más alta al aumentar la corriente; es debido a la dependencia con la temperatura del
índice de refracción.
Variación de longitud de onda:
Cada modo neff (I, T)
Saltos:
ganancia (T)
efectos no lineales
En la figura puede observarse la variación del espectro de un láser FP por encima de umbral al aumentar la corriente inyectada (la escala es lineal).
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ESPECTRO LASER DFB: variación con T
Aumento de temperatura → desplazamiento de la longitud de onda de emisión (variación del índice con la temperatura). Este fenómeno tiene como aplicación
directa la selección de longitud de onda a partir del control de la temperatura (“temperature tuning”)
láser DFB
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ANCHO DE LINEA
Típico (DFB): 1-10 MHz (10 mW)
α: factor de ensanchamiento de línea
α ≈ 1-5
( )∆υ =
+R
Pspon
1
4
2α
π
¡¡¡¡ Medidas del mismo Láser en
diferentes Laboratorios !!!!
Ancho de línea de emisión anchura a mitad de altura de cada uno de los modos longitudinales de láser FP o del único modo de un láser DFB o DBR.
Originado por fluctuaciones de fase provenientes de diferentes fuentes de ruido, entre la que destaca el ruido de la emisión espontánea acoplada al modo láser. El ancho de línea disminuye al aumentar la potencia emitida.
Se denomina ancho de línea de emisión a la anchura a mitad de altura de cada uno de los modos longitudinales de láser FP o del único modo de un láser DFB o DBR.
El ancho de línea está originado por fluctuaciones de la fase provenientes de diferentes fuentes de ruido, entre la que destaca el ruido de la emisión espontánea acoplada al modo láser. Su valor es muy diferente en función del dispositivo concreto y de su modo de operación, y suele expresarse en unidades de frecuencia, variando entre decenas de KHz y decenas de MHz.
El ancho de línea disminuye al aumentar la potencia emitida. Su determinación experimental no es sencilla, y como ejemplo se adjunta un conjunto de medidas del ancho de línea del mismo láser DFB realizadas en laboratorios diferentes, en las que puede observarse una gran dispersión en los resultados.
El valor típico del ancho de línea garantizado por los fabricantes en DFBscomerciales es de 1-10 MHz a 10 mW.
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Diagrama de Radiación (Láser)
LD: depende de la estructura
Θ⊥ ≈ 30-50 °Θ ≈ 5-15 °
0
1
-90 -60 -30 0 30 60 90ángulo (º)
cam
po
le
jan
o (
u.a
.)
El diagrama de radiación de un láser convencional (emisión lateral) es fuertemente asimétrico, dando lugar a un haz con forma elíptica.
El diagrama de radiación de un láser convencional (emisión lateral) es fuertemente asimétrico, dando lugar a un haz con forma elíptica.
En la dirección perpendicular a la unión es altamente divergente, con anchuras variables entre 30 y 50°, dependiendo de la estructura interna de capas. En la dirección paralela a la unión toma valores muy diversos en función de la estructura lateral y de las dimensiones de la zona activa, pudiendo valer entre 5 y 15°.
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Diagrama de Radiación (VCSEL)
Los VCSELs presentan habitualmente problemas de control de sus modos transversos.
Debido a su simetría cilíndrica, a altos niveles de inyección, tienden a aparecer modos de tipo LP, similares a los de la fibra óptica.
Los VCSELs presentan habitualmente problemas en cuanto al control de sus modos transversos. Debido a su simetría cilíndrica tienden a aparecer modos de tipo LP, similares a los de la fibra óptica a altos niveles de inyección. En la figura pueden observarse los patrones de campo cercano de los cuatro primeros modos.
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Diagrama de Radiación (LED)
LED: lambertiano
Θ ≈ 120 º (FWHM)
0
1
-90 -60 -30 0 30 60 90
ángulo (º)
Ca
mp
o le
jan
o (
u.a
.)
120 º
Los diagramas de radiación de un LED son muy anchos y siguen una ley “lambertiana” debido a la naturaleza incoherente de la radiación.
Ancho teórico a mitad de altura de 120°. En el caso de los ELED es mucho más estrecho (hasta 30°) en la dirección perpendicular al plano de la unión.
Este diagrama dificulta el acoplo a fibra.
Los diagramas o patrones de radiación de un LED son muy anchos y siguen una ley “lambertiana” debido a la naturaleza incoherente de la radiación. Ello da lugar a un ancho teórico a mitad de altura de 120°. En la práctica el ancho es algo menor, y en el caso de los ELED es mucho más estrecho (hasta 30°) en la dirección perpendicular al plano de la unión.
Este diagrama dificulta el acoplo a fibra de la radiación.
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Ventajas y Desventajasdel LD respecto al LED
Ventajas LASER • Frecuencia de modulación más
alta• Potencia óptica alta (LD: mW /
LED: µW)• Acoplamiento de la fibra a la
fuente más eficiente• Ancho espectral más estrecho
(luego menor dispersión cromática)
Desventajas LASER• Efecto láser comienza desde
un corriente umbral• Electrónica más complicada• Más caro• Vida útil más corta (debido
a las corrientes más altas)
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Módulo Transmisor
• Transmisión Binaria
• Respuesta dinámica del LD– Modulación en frecuencia óptica (chirp)
• Modulación externa
• Acoplo láser fibra
• Circuitos de ataque y polarización
• Catálogos
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Transmisión con Señales Binarias
Prepolarización ⇒ IOFF ≈ ITH
ION ≈ I(Pmax.)
Al modular el láser en forma digital se aplica una corriente que
varía entre un valor IOFF y un valor ION, dando lugar a una
potencia variable entre un mínimo y un máximo. Habitualmente se
aplica como IOFF un valor cercano al umbral con el fin de evitar el
tiempo de encendido a la vez que se minimiza la potencia en estado
OFF. El valor de ION se escoge para que aplique la máxima
potencia a la fibra.
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Tiempo de encendido:
0.2-0.5 ns
Oscilaciones de relajación:
1-20 GHz
Respuesta Dinámica del Láser (gran señal)
Anchos de banda (f3dB)
> 1 GHz siempre
> 25 GHz posible
T
t
e τ−
)(ln
0
0
thoffTon III
It
−+≈ τ Io = Ion- Ioff
Al aplicar un escalón de corriente a un LD la respuesta es mucho más complicada que en un LED y puede verse esquematizada en la Figura. Durante un tiempo inicial, denominado tiempo de encendido, no se emite potencia. Posteriormente la potencia emitida aumenta muy abruptamente y presenta oscilaciones hasta que se relaja a su valor de equilibrio.
El tiempo de encendido es el necesario para que el número de portadores en la zona activa llegue a su valor umbral. Este tiempo depende de la corriente inicial y de la corriente inyectada, siendo su valor típico entre 0,2 y 0,5 ns. Las oscilaciones de relajación tienen una frecuencia entre 1 y 20 GHz, dependiendo de la estructura del láser y del valor de la corriente. En décimas de ns se suele alcanzar el estado estacionario.
El origen de estas oscilaciones es la interacción entre las poblaciones de portadores y fotones en el interior de la cavidad, que tienen un comportamiento resonante similar al de un circuito LCR.
Si se evita el tiempo de encendido mediante prepolarización como veremos a continuación, la respuesta de casi todos los láseres es muy rápida, pudiendo llegar a anchos de banda entre 1 y 40 GHz. En aquellos láseres no diseñados para alta velocidad, el límite viene dado por los parásitos eléctricos del encapsulado.
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Dinamica en Láseres Multimodo
Respuesta en régimen transitorio
Concentración de Portadores
Pópt modo 0
Pópt modo ± 1
Pópt modo ± 2
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Modulación en Frecuencia
Origen físico:
∆I ⇒ ∆ n (portadores) ⇒ ∆ neff ⇒ ∆ν
Modulación en AM (intensidad)⇒ Modulación en FM (frecuencia óptica)
Chirp: variación en la frecuencia
óptica de emisión causada por la
modulación AM
Consecuencia: Ensanchamiento del espectro emitido
Solución: Modulación Externa
Uno de los mayores problemas en LDs en aplicaciones de alta velocidad y alta distancia es el fenómeno de la modulación en frecuencia que se produce al aplicar una modulación directa en intensidad.
El origen físico de este fenómeno es la variación del índice de refracción con la concentración de portadores, que hace que varíe a su vez la frecuencia óptica de emisión. En el transitorio de encendido, las oscilaciones de relajación hacen que el número de portadores varíe con el tiempo y por tanto también lo hace la longitud de onda. Ello da lugar al denominado “chirp” del láser, ensanchamiento promedio del espectro en conmutación. El valor del ensanchamiento depende de un parámetro del semiconductor denominado α (“linewidth enhancement factor”), característico de cada dispositivo.
Esta modulación de la frecuencia óptica puede ser aplicada en comunicaciones ópticas coherentes como técnica de modulación FM; sin embargo en la mayoría de las aplicaciones que utilizan modulación directa es un inconveniente que no puede ser evitado. Por ello a altas velocidades (> 1 Gbs) se utiliza en ocasiones un modulador externo en lugar de modulación directa.
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• Objetivo: Modulación externa del láser para evitar cambios en la frecuencia emitida (chirp) y partición modal.
• Principio de operación: Generalmente, modulación de la luz por cambio en el índice de refracción.
• Tipos: Según el mecanismo utilizado para modular el índice de refracción se pueden clasificar en dos tipos:
• Electro-ópticos (EO): Indice de refracción modulado por una señal eléctrica.
• Acusto-ópticos (AO): Indice de refracción modulado por una onda acústica.
• Parámetro más importante: Relación de extinción
Modulación externa
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Modulador Electro-ÓpticoÓptica Integrada (LiNbO3)
Basado en un Interferómetro
Mach-Zehnder
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Modulador Electro-óptico SEED
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Acoplo Láser a Fibra
Diodo Láser:• Muy sensible a la
realimentación óptica
Necesidad de:
• Aisladores Ópticos
• Componentes poco reflexivos
El acoplo de la potencia emitida por el láser a una Fibra SM tiene una gran dificultad debido a la alta divergencia de la fuente, que además es astigmática, y a las reducidas dimensiones del diámetro de la fibra. Lleva un complicado proceso de alineamiento y suele llevarse a cabo con diferentes tipos de lentes.
Adicionalmente, debe minimizarse la reflexión de las lentes, o de cualquier otro punto del sistema, puesto que la emisión del láser se desestabiliza, incluso con niveles muy pequeños de reflexión. Esto se consigue mediante el uso de aisladores ópticos.
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Pigtailed FP-LD
POF-receptacle LED
Receptacle FP-LD
Pigtailed DIL DFB
Uncoupled FP-LD
Receptacle VCSEL
Encapsulados/Acoplos
Existe una gran variedad de modelos comerciales de encapsulado, casi todos ellos modificaciones de los habituales en transistores y CI. El acoplo a fibra puede hacerse mediante un “pigtail”, tramo corto de fibra terminado en conector macho, o mediante un conector de fibra hembra (receptacle)
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Vin
Circuitos de Ataque yPolarizacion (I)
Existen todo tipo de módulos comerciales LED y láser incluyendo en el encapsulado diversos accesorios además del propio emisor.
Todos los láseres comerciales incluyen un fotodetector en el encapsulado que actúa como monitor de potencia emitida. Algunos incluyen adicionalmente un sensor de temperatura y un dispositivo tipo “Peltier” que permite variar la temperatura mediante un controlador externo. Los módulos de altas prestaciones pueden incluir también un aislador óptico. El acoplo a la fibra se realiza mediante una lente, habitualmente tipo “GRIN”.
Comunicaciones ópticas
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PRH
Circuitos de Ataque yPolarizacion (II)
LED LASER
Comunicaciones ópticas
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PRH
Comparación de Emisores
MMSMSMMMAcoplo a Fibra
Alta-Muy AltaAlta-Muy AltaAlta-Muy AltaBaja-MediaVelocidad
BT Alta -Larga distancia
Muy alto
2ª, 3ª
Alta
Muy estrecho
Alta
LD-DFB
BT Alta -Corta distancia
BT baja/media -Distancia: baja/media
BT BajaCorta distancia
Aplicaciones
BajoMedioBajoCoste
1ª2ª, 3ª1ª, 2ªVentana
AltaAltaBajaSens. Temper.
Muy estrechoEstrechoAnchoEspectro
AltaAlta BajaPotencia en fibra
VCSELLD-FPLED
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Ejemplos de Catálogo – LD-FP
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PRH
LD-FP
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PRH
Ejemplos de Catálogo – LD-DFB
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PRH
LD-DFB