Optoelectronica

Universidad Antonio de Nebrija

Tecnología electrónica II. Tema 5

5. Optoelectrónica
5.1. Introducción 5.2. Naturaleza ondulatoria de la luz 5.3. Elementos de la física de estado sólido 5.4. Modulación de la luz 5.5. Dispositivos de visualización 5.6. Lasers 5.7. Fotodetectores y fotoemisores 5.8. Fibra óptica 5.9. Sistemas de comunicación óptica 5.10. Otras aplicaciones de la fibra ópticaNecesidades de la era de la información
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• Detección y recepción de información. Dispositivos sensores detectores que conviertan la información que les llega externamente para poder ser procesada posteriormente. • Amplificación de la información. Si la información recibida no dispone de suficiente señal deberemosamplificarla. Necesitaremos dispositivos amplificadores de una cierta ganancia. • Manipulación de la información. Para sacar la información que nos interesa y desechar la que no. Operaciones aritméticas entre otras. • Memoria. Es esencial: proceso de aprender, comparar, seleccionar y volver a usar la información. • Transferencia de información. A un dispositivo de memoria, por ejemplo. En muchos casos seránecesario codificar esa información. • Generación de información. Fundamental. • Visualización de la información. La técnica de visualización es una de las que más han avanzado en los últimos años. (CCD, LED, TFT...)

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Dispositivos electrónicos vs fotónicos
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• Limitaciones de los dispositivos electrónicos. • Necesidad deinterconexión mediante cables o conexiones metálicas. Esto limita la capacidad de interconexión. Los dispositivos fotónicos no se deben conectar mediante conexiones metálicas. • Transmisión de información. La transmisión por cable es cara, no tiene mucho ancho de banda y pierde la señal (es necesario amplificar). En el caso de la fibra óptica, diodos láser y fotodetectores no ocurre. •Interferencias electromagnéticas. Los equipos electrónicos sufren los problemas de EMI mientras que los fotónicos no. • Los electrones no se ven, es necesario utilizar visualizadores. • Ventajas de los sistemas de información basados en la luz. • Inmunidad frente a interferencias electromagnéticas. • No interferencia entre señales luminosas que se cruzan • Posible alto paralelismo. Procesado en paralelo paratomar decisiones en tiempo real. • Alta velocidad / Ancho de banda. Se han llegado a generar pulsos de unos femtosegundos (1 fm = 10-15 s)

Dispositivos electrónicos vs fotónicos
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• Ventajas de los sistemas de información basados en la luz (cont). • Los haces de luz se pueden dirigir fácilmente mediante lentes u hologramas. Sepuede reconfigurar un interconexionado de forma activa y dar flexibilidad al sistema • Dispositivos de funciones especiales: con lentes se puede llegar a hacer la transformada de Fourier de una imagen (visión artificial) • Facilidad de acoplamiento con un sistema electrónico.

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5. Optoelectrónica
5.1. Introducción5.2. Naturaleza ondulatoria de la luz 5.3. Elementos de la física de estado sólido 5.4. Modulación de la luz 5.5. Dispositivos de visualización 5.6. Lasers 5.7. Fotodetectores y fotoemisores 5.8. Fibra óptica 5.9. Sistemas de comunicación óptica 5.10. Otras aplicaciones de la fibra óptica

Un poco de historia
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• S.XVII. Dosteorías sobre la naturaleza de la luz: • Huygens y Hooke: teoría de ondas • Newton: teoría corpuscular •Young Malus y Euler hacen experimentos que demuestran la teoría de ondas. •1864. Maxwell demuestra que existen campos electromagnéticos transversales en la luz, que se mueve en el vacío: c=√(1/µ0ε0) = 3 ∙ 108 m s-1(µ0 y ε0 son la permeabilidad y permitividad del vacío) •1887. Hertz genera ondas...