RECEPTORES OPTICOS

MONTALUISA MARCELO.

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE.

El propsito del receptor ptico es extraer la informacin contenida

en una portadora ptica que incide

en el fotodetector.

En los sistemas de transmisin analgica el receptor debe

amplificar la salida del

fotodetector y despus

demodularla para obtener la

informacin.

Receptores pticos.

Un sistema con fibra ptica tiene 2 tipos de semiconductores detectoresde luz:

Fototransistor

Fotodetector o Fotodiodo

Existen dos tipos de fotodiodos usuales para recepcin ptica

fotodiodo PIN

fotodiodo de avalancha APD

Modelos de un tpicos receptor ptico con

deteccin directa

Con fotodiodos PIN, el factor limitante de la sensibilidad delreceptor es el ruido trmico, generado en la salida del fotodiodo.

Modelo de un tpico receptor ptico con

deteccin directa utilizando un pre-

amplificador ptico

Existe 2 alternativas para superar esta limitacin

1 Es el uso de fotodiodo de avalancha APD, donde el mecanismo demultiplicacin de la corriente fotogenerada en el fotodiodoamplifica la seal fotodetectado.

2 es la utilizacin de un PRE-amplificador ptico antes delfotodetector, para amplificar la seal ptica antes de la deteccin.

Modelo de un tpico receptor ptico con

deteccin coherente.

Una configuracin mas compleja de receptor ptico es el empleode los receptores de deteccin coherente

con el nivel de potencia del oscilador local tan alto que el ruidotrmico se hace mucho menor que el producto del batimento entrela seal del oscilador local y la seal recibida

Formula frecuencia intermedia

Donde:

fFI es la frecuencia intermediaria,

fS es la frecuencia de la seal recibida

fLO es la frecuencia do oscilador local

Formula frecuencia intermedia

En los sistemas homodinos

fFI = 0 y como es nula, ocurre una concentracin de lasenergas de las dos bandas laterales en la nica banda existente

En los heterodinos

fFI es diferente de cero, o sea, el espectro est simplementetrasladado de la frecuencia ptica para la frecuenciaintermediaria.

Receptores Analgicos y

DigitalesReceptores Analgicos

Receptores Digitales

Receptores Analgicos y Digitales

Los parmetros bsicos para diferenciar las caractersticas

Los receptores analgicos

linealidad o distorsin

Ancho de banda

Nivel de impedancia relacin seal/ruido

Nivel e impedancia de salida para las analgicas

Los receptores digitales

La linealidad no es importante

El ancho de banda se reemplaza por la mxima velocidad de transmisin.

tasa de errores

Codificacin para transmisores digitales

La potencia de ruido equivalente > AL Fotodiodo

control automtico de ganancia (CAG)

Ruido en los receptores

pticos

Detectores pticos.

Son los encargados de transformar

las seales luminosas en seales

elctricas.

Estos fotodetectores son diodos

semiconductores que operan

polarizados inversamente.

Detectores pticos.

Durante la absorcin de la luz, cuando un fotodetectores iluminado, las partculas de energa luminosa, tambin llamadas fotones, son absorbidas generando pares electrn - hueco, que en presencia de un campo elctrico producen una corriente elctrica.

Consideraciones de los

detectores pticos

Consideraciones :

- La obtencin de una potencia lumnica pequea que sea detectable.

- La velocidad de transmisin en el dispositivo convertidor deber poseer una velocidad de reaccin muy grande.

Consideraciones de los

detectores pticos

Tal sensibilidad est constituida

por la potencia ptica mnima

que es capaz de recibir,

garantizando una tasa de error

BER determinada.

Consideraciones de los

detectores pticos Potencia de recepcin

media necesaria en funcin de la proporcin de errores

a) fotodiodo de germanio tipo avalancha en 1300nm

b) Fotodiodo InGaAs-PIN con amplificador FET de alta impedancia en 1300nm

c) Fotodiodo de silicio tipo avalancha en 850 nm.

Tipos de Fotodetectores

Los principales tipos de receptores

son:

Fotodetectores PIN.

Fotodetectores PIN con

preamplificadores FET.

Fotodetectores de avalancha APD.

Tipos de Fotodetectores

Estos fotodiodos APD pueden elegirse

entre diferentes modelos y tipos, como:

APD de silicio (longitudes de onda de hasta 1100 nm).

APD de InGaAs /InP (longitudes de onda para 1300 nm).

APD de germanio (para 1300 nm).

Fotodetectores PIN.

Es relativamente fcil de fabricar, altamente

fiable, tiene bajo ruido y es compatible con

circuitos amplificadores de tensin. Adems

es sensible a un gran ancho de banda debido

a que no tiene mecanismo de ganancia.

Fotodetectores de

Avalancha APD.

Los APD tambin son diodos polarizados en inversa, pero en este caso las tensiones inversas son elevadas, originando un fuete campo elctrico que acelera los portadores generados, de manera que estos colisionas con otros tomos del semiconductor y generan ,as pares electrn-hueco.

Esta ionizacion por impacto determina la ganancia de avalancha.

Caractersticas PIN-APD Costo:

Los diodos APD son ms complejos y por ende ms caros

Vida:Los diodos PIN presentan tiempos de vida til superiores

TemperaturaLos diodos APD son ms sensibles a las variaciones de temperatura

VelocidadLos diodos APD poseen velocidades de respuesta mayores, por lo tanto permiten la transmisin de mayores tasas de informacin.

Circuitos de polarizacin:Los diodos PIN requieren circuitos de polarizacin ms simples, pues trabajan a menores tensiones.

Combinacin Emisor-Receptor segn

Longitud de Onda

Comparacin fotodetectores.