Download Formas de ajustar lambda para DWDM

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Componentes Electrónicos Avanzados (Optoelectrónica) / 5 Septiembre 2002
1) LEDs y láseres
a) Comportamiento de los LED frente a la temperatura
(i) Di cuál es el principal motivo por el que la longitud de onda de emisión de un LED varía al cambiar la
temperatura. Justifica en particular si dλ/dT es positivo o negativo.
(ii) Indica si al aumentar T la eficiencia cuántica interna de los LED aumenta o disminuye y por qué
b) LEDs de homounión de GaAs.
Explica de forma breve, clara y concisa por qué la eficiencia cuántica externa de los LED de GaAs
dopado con Si, que emiten en λ ≈ 950 nm, es mayor que la de los LED de GaAs dopado con Zn, que
emiten en λ ≈ 880nm. Nota 1: esto ocurre incluso en los casos en los que la eficiencia cuántica interna es parecida.
Nota 2: Eg(GaAs) = 1.42 eV
c) Explica de forma clara, concisa y convincente por qué para IF >Ith , la inversión de población ∆n de un
LD en condiciones estacionarias no depende de IF. (Ith = corriente umbral. IF = corriente de bombeo)
d) Enumera las diversas formas de ajustar la longitud de onda de emisión λ de los LD emisores utilizados en
DWDM, explicando en una frase cada una de ellas
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2) El TOLD9521 es un diodo láser de AlGaInP con multipozo cuántico e índice guiado, con emisión en 635
nm (rojo) y potencia óptica de emisión de hasta 3 mW.
a) Calcula, a partir de las gráficas (indicando brevemente cómo lo calculas):
(i) La eficiencia cuántica diferencial para T =25ºC
ηdq= ..............
(ii) La eficiencia de conversión de potencia (por faceta) para T =25ºC y Popt=3mW
ηP= ..............
(iii) La temperatura característica para la corriente umbral To
(iv) Una estimación para la corriente umbral a 70oC
To= ..............
Ith(70oC)= ..............
b) Explica de forma concisa y convincente a qué es debido el que los LD de AlGaInP con emisión en
635nm (por ejemplo éste) suelan presentar características de funcionamiento bastante malas (corriente
umbral grande, To pequeña, potencia óptica pequeña, etc...).
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3) En la figura se representa la respuesta espectral de un PD PIN de Si y otro de GaInAs/InP.
a) (i) Determina la eficiencia cuántica η para los valores de λ que se indican (pon los valores en la tabla)
PD de Silicio
λ(nm) ℜ(A/W) η(%)
400
750
PD de GaInAs/InP
λ(nm) ℜ(A/W) η(%)
900
1050
1550
1700
(ii) Explica brevemente por qué en el PD de Si ...
... η(400nm) < η(750nm)
... η(750nm) > η(1000nm)
(iii) Explica brevemente por qué en el PD de GaInAs/InP ...
... η(900nm) < η(1050nm)
... ℜ(1050nm) < ℜ(1550nm)
(b) Respuesta en frecuencia
(i) Di para cuál de las siguientes longitudes de onda el PD de Si va a ser más rápido (mayor f3dB) y por
qué: 400nm, 750nm, 1000nm
(ii) El PD de GaInAs/InP de la figura tiene una f3dB muy parecida (igual rapidez) para todas las λ
comprendidas entre 1000 y 1600 nm. Explica por qué.