Compraración de detectores ópticos

COMPARACIÓN DE CARARCTERÍSTICAS DE LOS DETECTORES
De manera análoga a las fuentes, existen dos bandas principales de longitudes de onda utilizables en telecomunicación óptica; la primera se sitúa entre los 0.8 y 0.9 µm y corresponde a un mínimo de atenuación para las fibras y las fuentes (LED o láser de inyección) fabricadas a partir de materiales como GaAs y GaAlAs. Estos son llamados sistemasde primera generación.
Una segunda banda de longitudes de onda se sitúa entre los 1.1 y 1.6 µm, con el fín de aprovechar la muy baja atenuación y el mínimo de dispersión cromática de las fibras de sílice a estas longitudes de onda. Este conjunto constituye lo que se llama sistemas de segunda generación.
Nota: Cuando aparecieron los sistemas de segunda generación fue necesario producir fuentesy detectores que funcionaran de manera similar a esta gama de longitudes de onda.

DETECTORES PARA LA BANDA DE 0.8 A 0.9 µm (Primera generación)
Todos los detectores utilizados entre 0.8 y 0.9 µm están hechos a partir de silicio, ya que este material tiene una longitud de onda crítica de 1.1 µm aproximadamente. Las distancias de absorción son del orden de 50 µm. Hay dos principales categoríasde detectores:
Fotodiodo p-i-n
Fotodiodo de avalancha

Fotodiodos p-i-n
El fotodiodo PIN es un diodo semiconductor al que se le ha introducido una zona intermedia llamada intrínseca para que la eficiencia del fotodiodo sea alta.
La sensibilidad de estos detectores varía de 0.5 a 0.6 A/W a 0.9 µm. Esta sensibilidad corresponde a rendimientos cuánticos que varían entre 70 y el 85%, lo cualresulta muy conveniente. Las corrientes de oscuridad, las capacitancias y las bandas de paso dependen de la magnitud de la superficie activa del receptor. Mientras más grandes sean las superficies activas, menores serán las corrientes de oscuridad, las capacitancias y las bandas de paso. La elección de la magnitud de la superficie activa depende del diámetro de la fibra a la cual el detector debeacoplarse. Esta superficie puede variar de 0.2 a 5 o más. Las corrientes de oscuridad son bajas y varían de 0.1 a 100 nA según sea el diodo y la polarización inversa aplicada. Las frecuencias de corte (a -3dB) varían, por lo general entre 20 y 300 MHz, lo que corresponde a tiempos de subida de 1 a 20 ns, aproximadamente. Las capacitancias a menudo son muy pequeñas (algunas del orden de pF) por lo queno afectan a los tiempos de subida a menos que las resistencias de carga sean grandes.
Las tensiones inversas que se aplican a los fotodiodos p-i-n son, en general, inferiores a 50V. Si se aumenta la tensión, disminuye la capacidad, aunque se incrementa la corriente de oscuridad; la elección de la tensión debe hacerse de acuerdo con la importancia de estos factores. Los fotodiodos p-i-n desilicio son confiables, baratos y fáciles de utilizar. El problema que presenta es que el tiempo de tránsito de los fotoportadores es mayor, aumentando el tiempo de respuesta. Por este motivo, el tamaño de la zona intrínseca se escoge según un compromiso entre eficiencia y tiempo de respuesta.

Fotodiodo APD o de Avalancha
El fotodiodo APD o de avalancha es un fotodiodo con ganancia interna debidoal efecto de avalancha. El par electrón-hueco inicial se crea por la absorción de un fotón. Este par inicial provoca pares secundarios, la corriente secundaria. La sensibilidad de los fotodiodos de avalancha de silicio varía de 20 a 75 A/W, por tanto, es de 40 a 120 veces mayor que la de un fotodiodo p-i-n. Las superficies activas suelen ser pequeñas (menores a 1) con el fin de disminuir lacorriente de oscuridad y la capacitancia. Los factores de multiplicación varían entre 100 y 200 para tensiones inversas con 200 y 400V. Las frecuencias de corte a -3dBpor lo general están comprendidas entre 10 y 400 MHz. Los tiempos de subida son del orden de los nanosegundos. Las capacitancias son ligeramente inferiores a las de los fotodiodos p-i-n, a causa de la gran tensión inversa. Los fotodiodos...