fibra

EMISORES y DETECTORES
Los dispositivos utilizados como emisores y detectores de radiación luminosa en los
sistemas de comunicaciones ópticas son el láser de semiconductores (diodo láser) y el LED
(diodo electroluminiscente). Ningún otro tipo de fuente óptica puede modularse
directamente a las altas velocidades de transmisión requeridas, con tan baja excitación y tan
baja salida. En funcióndel sistema, se escogerá entre uno u otro.
El láser ofrece mejor rendimiento para altas velocidades de transmisión y largos
alcances. Para anchos de banda menores y cortas distancias se suele escoger el LED, pues
tanto el circuito de ataque como el de control son más sencillos.
Los componentes utilizados para emitir luz en la ventana de los 850 nm. son galio (Ga),
aluminio (Al) y Arsénico(As), si se agrega indio (In) y fósforo (P) puede emitirse en las
ventanas de los 1300 y 1500 nm.
Emisores
LED
El proceso de generación de luz en un LED se basa en el efecto de electroluminiscencia:
recombinación de electrones y huecos en una unión PN, que provoca la emisión de fotones.
Los dispositivos semiconductores LED (ligh emitting diode) emiten radiación
electromagnética cuando circulauna corriente eléctrica a través de ellos. A esta corriente se
le denomina corriente de polarización.
La potencia emitida en función de la corriente de polarización es una curva creciente
pero que tiende aun nivel máximo de emisión o nivel de saturación como se muestra en la

figura 21.
Figura 21.- Potencia emitida en función de la corriente de polarización.

Emisores y Detectores -

1En el efecto electroluminiscente la longitud de onda de la luz emitida depende de la
diferencia de energía Eg entre los niveles energéticos de la banda de conducción y la banda
de valencia:
Longitud de onda = (h c)/Eg
donde h es la constante de Planck y c la velocidad de la luz.
Un LED no emite una longitud de onda única (luz coherente) sino que su emisión suele
ocupar un ancho de entre 30y 50 nm. Como se muestra en la figura 22, a este conjunto de
longitudes de onda se le denomina espectro de emisión y corresponde a la curva que
representa la potencia de luz emitida en función de la longitud de onda.

Figura 22.- Espectro de emisión de un LED a 850 nm.
Los espectros de emisión de un LED tienen todos una forma parecida. Todos presentan
un máximo de emisión de luz a unafrecuencia central y un descenso de la potencia emitida
para frecuencias alejadas de la central. Cuando se dice que un LED emite a 850 nm se está
haciendo referencia a la longitud de onda cuya potencia emitida es máxima. Por supuesto
este mismo LED también estará emitiendo a 820 o 880 nm, pero lo hará con una potencia
inferior.
El ancho de banda típico de un LED es de 200 MHz, con rendimientos def 50 µW/mA.
Los LED presentan un espectro de emisión más ancho que el láser. ,
En un LED la luz se emite según los 3609 que corresponden a una radiación esférica,
pero en la práctica, esto queda limitado por la construcción metálica del diodo, la reflexión
en el material utilizado y la absorción en el metal semiconductor.
Diodo Láser
El proceso de generación de luz en un diodo láser essimilar al del LED hasta que la
corriente de polarización alcanza un determinado nivel umbral. En este punto los fotones
generados en el proceso de recombinación estimulan la emisión de más fotones dentro de

Emisores y Detectores -

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una cavidad óptica. Se consigue así, una elevada ganancia óptica y un espectro de emisión
muy estrecho que da lugar a luz coherente.

Figura 23.- Espectrode emisión de un láser a 1500 nm.
En un dispositivo láser, a partir de cierta densidad de corriente, la ganancia óptica
excede a las pérdidas y la emisión pasa de espontánea a estimulada. La corriente a la que se
produce el cambio se denomina corriente umbral. Esta corriente puede ser relativamente
baja, entre 50 y 150 mA. En estas condiciones la curva de la potencia emitida en función de
la...