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TCEF II (b)
8) LEDs y láseres
a) Como sabes, parte la luz emitida por un LED no llega a salir del dispositivo debido al fenómeno
de la “reflexión total”. ¿Cómo puede disminuirse ese efecto?
b) Di tres ventajas y tres inconvenientes de los láseres frente a los LEDs para las aplicaciones de
fibra óptica.
c) Representa la anchura de banda prohibida Eg(z) y el índice de refracción n(z) para las diferentes
capas de un diodo láser de confinamiento separado, indicando cuál es la capa activa, cuál es la
guía de ondas y cuál es la capa cladding y el dopado (P, N o I) de cada una de ellas.
d) Dibuja esquemáticamente la estructura de un láser DBR. Di también por qué es posible
conseguir con este tipo de láseres mayor velocidad de transmisión de datos por fibra óptica a
larga distancia que la que se conseguiría con láseres multimodo convencionales.
e) Di qué es VCSEL y qué ventajas ofrece en comparación con los láseres convencionales
9) Fotodiodos
(a) El PD de la figura es de silicio y tiene una responsividad de 0.5A/W (para la longitud de onda
de iluminación). RL=1 K y VB= 5V . Dibuja la recta de carga del circuito de la figura y haz
una estimación de la potencia óptica de saturación. (Valor de Popt para el que la corriente deja i
de ser lineal con Popt).
(b) Explica por qué los PD de silicio tienen poca eficiencia para longitudes de onda poca menores
que la longitud de onda de corte g . Di también cómo tendrías que diseñar un PD de silicio que
quisieras que respondiera bien en dicho rango de longitudes de onda.
(c) Enumera todas las aplicaciones relevantes que recuerdes de los fotodiodos de silicio
(d) Dibuja esquemáticamente la estructura de un fotodiodos como los que se utilizan para
comunicación por fibra óptica a larga distancia y alta velocidad, indicando los materiales y los
tipos de dopados.
10) El ML40126N es un diodo láser de AlGaAs con emisión en 785 nm y potencia óptica de salida
de 5 mW, fabricado para su uso en impresoras láser. Sus características más relevantes pueden
verse en la tabla y en la figura
Calcula, indicando las operaciones:
a) su eficiencia cuántica diferencial para 25ºC y Po=5mW. (Da el valor típico)
dq =....... %
b) su eficiencia de conversión de potencia para esas mismas condiciones.
P =....... %
c) el coeficiente de temperatura de la corriente umbral (To)
To=.........K
d) la distancia espectral entre modos longitudinales (F) sabiendo que la longitud de la cavidad es
400 m y el índice de refracción efectivo es n=3.2.
F=.........nm