Optoelectronica

2372(/(&75À1,&$ /RJURV \ SHUVSHFWLYDV
3HGUR &DVWULOOR 5RPyQ 8QLYHUVLGDG GH 9DOODGROLG 9DOODGROLG  HQHUR GH 

¢ 3RU TXp 2372"
326,%,/,'$'(6 '( /$ /8= Rapidez ( 3·108 m/s ) Inmune a perturbaciones Detección a distancia Posibilidad de enfoque Formación de imágenes Visible para 0.4 - 0.7 µm Variedad de λ Interacción selectiva Energía solar • • • • • • • • •
$3/,&$&,21(6

•Comunicación óptica • Almacenamiento óptico • Vídeo y fotografía • Visualizadores • Instrumentación y control • Investigación • Visión nocturna • Sensores • Procesado, impresión,… • Generación fotovoltaica

Modificación de materiales •

/RQJLWXGHV GH RQGD GH LQWHUpV
VHQVRUHV \ SURFHVDGR YLVLEOH FRPXQLFDFLyQ  89 
SiC GaP

,5 WpUPLFR

 1,5 
GaAs Si



λ (µm)

0,5 
Ge

hν(eV) Eg (eV)

⇒ Visible y NIR ≈ Eg de los semiconductores

6HPLFRQGXFWRUHV
LQWHUDFFLyQ FRQ OD OX] Generación e- h ⇒ detección
%& IRWyQ Kν !(J %9 ,  HOHFWUyQ Kν KXHFR  (J

Recombinación ⇒ emisión
%&  HOHFWUyQ IRWyQ (J Kν (J %9 KXHFR 

¢ 3RU TXp HOHFWUyQLFD "
• Bajo coste • Pequeño tamaño • Fiabilidad

Prestaciones:

• Rapidez eléctrica • Bajo consumo

Aplicaciónes:“electrónicas” o específicas

*XLyQ
0RWLYDFLyQ ,QWURGXFFLyQ 4Xp VHPLFRQGXFWRUHV XWLOL]DPRV

• /RV /(' ORV HPLVRUHV PiV VHQFLOORV • /RV GLRGRV OiVHU \ VXV DSOLFDFLRQHV • )RWRGHWHFWRUHV receptores, lectores y sensores • &iPDUDV GLJLWDOHV 3HUVSHFWLYDV \ FRQFOXVLRQHV

$EVRUFLyQ EDQGD D EDQGD
3DUD Kν ! (J ⇒ DEVRUFLRQ GH OD OX] ⇒ DWHQXDFLyQ : φ(x) = φ(0)·exp(-αx) α = coef. de absorción; L = 1/αsemicond. directos

semicond. indirectos

PX\ SUREDEOH / ≈µP • «3HUR HQ DPERV FDVRV RFXUUH

SRFR SUREDEOH / ≈ µP

• (O VLOLFLR YDOH SDUD λ   µP • /R LPSRUWDQWH HV TXH λ(J • 3DUD  \  µP *H R *D,Q$V

(PLVLyQ GH OX]
semiconductores directos semiconductores indirectos

Recomb. radiativa probable SRVLEOH HPLVLyQ
VHPLF *H 6L ,Q$V ,Q3 *D$V *D3 $O$V (J H9  , ,  '  '  '  ,
 ,

Recomb. no radiativa QR HPLVLyQ

¢4Xp VHPLFRQGXFWRU " • directo ⇒ semic. III-V (difícil para λ «) ⇒ un semic. para cada λ • Eg ≈ h ν • λ’s intermedia? ⇒ aleaciones • evitar R no radiativa ⇒ buena calidad

,9

,,,9

'LRGRV HPLVRUHV GH OX] /('V
/RV HPLVRUHV PiV VHQFLOORV

•Inyección de corriente •Recombinacion (b-b o d-b)

•Popt = η· IF&DUDFWHUtVWLFDV V) ∆λ ∝ kT Para b-b, λ ~ λg f ~ 1/τ Alta fiabilidad
ej.: GaAs
~ 1.2 V ~ 30 nm 0.9µm < 100 MHz

/(' GH YLVLEOH
• 'LItFLO  η grande y λ corta • 'HVHDEOH SDUD ↑ YLVLELOLGDG ↑ FRORUHV • 5HVSXHVWD YLVXDO

/(' GH YLVLEOH
PDWHULDO *D$V *D$V3 *D3 =Q2 *D3 1 *D$V3 1 $O*D$V $O*D,Q3 *D,Q1 *D,Q1 WLSR ' ' , LPS , LPS , LPS ' ' 'LPS 'LPS

J J K K K J J J J

VXEVWU FRORULm/W
100

J L J J L J J L L

IR

10

1

blanco

70

80

90

año

$SOLFDFLRQHV GH ORV /(' GH YLVLEOH

Coste de operación incandescente instalación

/('

3 - 5 años tiempo

/(' GH LQIUDUURMR ,5('
• *D$V  µP ∼  0+] • $O[*D[$V*D$V  µP ∼  0+] • *D,Q$V3,Q3 FRPySWLFDV ∼  0+]

Ec

Ev AlGaAs GaAs AlGaAs

,QWURGXFFLyQ • /RV /(' ORV HPLVRUHV PiVVHQFLOORV • /RV GLRGRV OiVHU \ VXV DSOLFDFLRQHV ,5 FHUFDQR &'V \ OiVHUHV GH SRWHQFLD 9LVLEOH '9'V \ OiVHUHV GH QLWUXURV &RPXQLFDFLyQ SRU ILEUD ySWLFD :'0 PXOWLSOLFDQGR OD FDSDFLGDG GH OD ILEUD 0LFURySWLFD \ ODVHUHV GH FDYLGDG YHUWLFDO • )RWRGHWHFWRUHV • &iPDUDV GLJLWDOHV 3HUVSHFWLYDV \ FRQFOXVLRQHV

(Q TXp VH EDVD HO OiVHU
(PLVLyQ HVWLPXODGD • amplificación de luz • coherencia • t < tespontaneo
( )RWyQ Kν (( (

%& HOHFWUyQ
Kν Kν

%9

,QYHUVLyQ GH SREODFLyQ • absorcion < em. estim. • requiere bombear electrones

( )RWyQ Kν (( (

%& HOHFWUyQ
Kν Kν

%9

4Xp HV XQ OiVHU
$PSOLILFDGRU ySWLFR FRKHUHQWH

FRQ UHDOLPHQWDFLyQ ySWLFD • cavidad resonante • inyección umbral (inversión umbral)

'LRGRV OiVHU Funcionamiento
• &RUULHQWH XPEUDO • (ILFLHQFLD •...