3 Transmisión de luz, fuentes y detectores
3.2 Fuentes y detectores de luz

LED : Light-emitting diode/ Diodo emisor de luz

Las fuentes de luz se utilizan para generar señales de entrada a los sistemas de comunicaciones ópticas. Los sistemas de comunicaciones ópticas a menudo utilizan fuentes ópticas basadas en semiconductores como LEDs (light emitting diodes) y diodos láser LDs (laser diodes).

LASER : Light Amplification by Stimulated Emission and Radiation / Amplificación de luz por emisión y radiación estimulada.

Estos tipos de dispositivos ópticos semiconductores ofrecen una alta eficiencia y fiabilidad. Por otra parte, permiten una cuidadosa selección de la gama de longitud de onda y áreas emisoras compatibles con las dimensiones básicas de fibra óptica. La siguiente tabla resume las características y estructuras de los principales LEDs y LDs usados en sistemas ópticos de comunicación a través de fibras ópticas.

Fuentes ópticas basadas en semiconductores

Características

Estructuras

LEDs

utilizado en las comunicaciones ópticas, debe tener una alta luminosidad (intensidad de la luz), tiempo de respuesta rápido y alta QE (eficiencia cuántica).

Planar, domo, led de emisión lateral o led de emisión superficial.

LDs

utilizado en las comunicaciones ópticas deben tener luz coherente, ancho de haz estrecho y alta potencia de salida.

Emisión espontánea. Emisión estimulada.

Al final de los sistemas de comunicación ópticos, los sensores ópticos (detectores de luz) se utilizan con el fin de recuperar la información transmitida y convertirla de nuevo en una señal eléctrica mediante el efecto fotoeléctrico. El papel de un fotodetector es recuperar los datos transmitidos a través del sistema de comunicación de fibra óptica.

Los Fotodetectores son dispositivos optoelectrónicos que convierten la radiación incidente (luz) en una señal eléctrica, como el voltaje o la corriente.

Los detectores de luz o fotodetectores se basan usualmente en PDs (photodiodes/ fotodiodos), detectores de fotoconductividad y fototransistores. Los detectores de fotoconductividad tienen la estructura más simple de esta familia de detectores de luz y pueden obtenerse uniendo dos electrodos metálicos a un material semiconductor. La conductividad del semiconductor aumenta cuando algunos fotones incidentes son absorbidos en el semiconductor. Como resultado, un aumento de la corriente externa aparece cuando se aplica una polarización de tensión a los electrodos. Las células solares son un tipo específico de fotodetectores utilizados en los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica, no en los sistemas de comunicación.

Un fotodiodo es un diodo semiconductor que funciona como fotodetector. Es una estructura p unión PN o p-i-n. Cuando un fotón de energía suficiente incide en el diodo, se excita un electrón creando así un electrón móvil y un hueco con carga positiva.

Los fototransistores son BJTs (bipolar junction transistors) que operan como fotodetectores y ofrecen también una ganancia en corriente eléctrica. Estos dispositivos semiconductores son sensores de luz formados a partir de un transistor convencional con una cubierta transparente.

Detectores ópticos Semiconductores

Características

Ejemplos de estructuras

Fotodiodos

Basados en uniones pn.

Diodos pn or p-i-n. APDs (Fotodiodos de avalancha).Fotodiodos de heterounión.

Uniones Schottky

Uniones formadas por un semiconductor tipo n en contacto con un metal.

Contactos Schottky.

Células solares

Convierten la luz inciente en energía eléctrica.

cSi ( Silicio cristalino) aSi:H (silicio amorfo). HiT (heterojunction intrinsic layer thin film solar cell ). GaAs

Fototransistores

Transistores sensibles a la luz, amplifican la corriente eléctrica que aparece por variaciones de la luz incidente.

npn BJTs

pnp BJTs

Detectores fotoconductivos

Varian su conductividad debido a la absorción de la luz incidente.

LDR (light-dependent resistor). PbS ( lead sulfide) IR ( infrared detector/ detector de infrarrojos). Lead selenide (PbSe).