Traductores opticos

Transductores ópticos

Transductor:

Dispositivo que recibe la potencia de un sistema mecánico, electromagnético o acústico y la transmite a otro, generalmente en forma distinta.

Optoelectrónica
La optoelectrónica es la rama de la electrónica que trata con la luz. Los dispositivos ópticos son aquellos que responden a la radiación de la luz, o que emiten radiación. Estos dispositivosresponden a una frecuencia específica de radiación. Básicamente hay tres bandas en el espectro óptico de frecuencias:
• Infrarrojo: Esta banda corresponde a las longitudes de onda de la luz que son muy largas para ser vistas por el ojo humano.
• Visible: Corresponde a las longitudes de onda a las cuales responde el ojo humano. Comprende aproximadamente entre los 400nm y 800nm de longitud deonda.
• Ultravioleta: Longitudes de onda que son muy cortas para ser vistas por los humanos
El campo de la optoelectrónica se ha convertido en un área de creciente interés en la electrónica; dispositivos tales como LED´s, optocopladores y fotodetectores se están construyendo ahora con una mayor capacidad de manejo de corriente. La optoelectrónica ha probado ser de alta efectividad en elcampo de las comunicaciones, donde las fibras ópticas pueden manejar frecuencias mayores a las velocidades de conmutación de la electrónica de hoy en día.

Clasificación de los dispositivos optoelectrónicos

Todos los dispositivos optoelectrónicos realizan una de dos funciones, las cuales se utilizan para su clasificación:
Conversión de energía eléctrica a energía radiante
A estos dispositivosse les llama electroluminiscentes. Es importante aclarar que la mayoría de cristales de semiconductores al ser bombardeados con fotones, calor o electrones emiten luz visible o en la banda infrarroja. Sin embargo, específicamente llamamos electroluminiscentes a aquéllos que responden a la corriente eléctrica. Al aplicarle una corriente a dichos dispositivos, los electrones se mueven del material Nhacia el P y se combinan con los huecos. Cuando los electrones se mueven del alto estado energético de la banda de conducción al bajo estado energético de la banda de valencia, fotones de energía son liberados. La siguiente figura ilustra este proceso, donde se representan en amarillo los fotones que salen del material. Dichos materiales pueden emitir luz visible, o como en el caso de los diodosinfrarrojos, luz infrarroja.
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Conversión de energía radiante a energía eléctrica
Este tipo de dispositivos a menudo son llamados fotodetectores. En este caso, la energía que entra al cristal de semiconductor excita a los electrones a niveles más altos de energía, dejando huecos atrás. Posteriormente estos electrones y huecos se alejan unos de otros, conformando una corriente eléctrica.La figura ilustra este proceso, en el cual la radiación se representa como fotones que inciden sobre el material semiconductor, y la corriente se observa como electrones que abandonan el material.
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Fotodetectores

La definición básica de un fotodetector radica en su funcionamiento como transductor de luz que proporciona una señal eléctrica como respuesta a la radiación óptica que incidesobre la superficie sensora.
Existen dos tipos fundamentales de detectores de luz, los térmicos y los fotónicos que operan con mecanismos de transducción diferentes.
Los detectores térmicos absorben (detectan) la energía de los fotones incidentes en forma de calor con lo que se produce un incremento en la temperatura del elemento sensor que implica también un cambio en sus propiedades eléctricascomo por ejemplo la resistencia. El cambio en esta propiedad eléctrica en función del flujo radiante recibido es lo que permite su medida a través de un circuito exterior. La mayoría de esta clase de fotodetectores son bastante ineficientes y relativamente lentos como resultado del tiempo requerido para cambiar su temperatura, lo que les hace inadecuados para la mayor parte de las aplicaciones...