caracteristicas de las fibras opticas - publicaciones de Roberto Ares

1.2- DETECTORES FOTODIODOS
RECEPTOR DE ENLACE OPTICO
La elección del semiconductor adecuado para la longitud de onda se realiza mediante la respuesta espectral. En la Fig 01 se
representa el coeficiente de absorción α en unidades de cm -1 para distintos semiconductores. La inversa del coeficiente es
la longitud de penetración de la radiación en el material. Para lograr altas velocidades el valor de 1/α debe ser menor que 1
µm. El Si tiene en la primer ventana 0,85 µm un valor de 1/α=10 µm. Sin embargo, por el alto grado de conocimiento de este
semiconductor se lo ha adoptado como detector en esta ventana.
Fig 02. Esquema de los detectores PIN y APD para señales ópticas.
RESPONSIVIDAD. Se denomina responsividad o factor de respuesta R a la relación que existe entre la corriente I que
entrega el fotodiodo al circuito eléctrico y la potencia óptica P que recibe de aquél. En un amplio margen de dependencia la
misma es lineal y se expresa como:
R = I / P = (e.re)/(E.rf) = e.λ.η/h.c
donde e es la carga del electrón, E la energía del fotón, re y rf son el número promedio de electrones y fotones, η la
eficiencia cuántica (re/rf). El valor de R se aproxima por:
R = 0,8.λ.η
si la longitud de onda λ se mide en µm. Se observa que R aumenta con λ en forma lineal. Sin embargo, existe un valor de la
longitud de onda donde los fotones tienen una energía E inferior al salto entre las bandas BC-BV. A partir de este punto los
pares electrón-laguna generados por los fotones disminuyen rápidamente. En el Si la R se torna insignificante más allá de 1,1
µm. Por ello debemos adoptar otros materiales para las longitudes de onda más largas. Entre los materiales posibles se
encuentra el Ge y InP.
En el mejor de los casos (con η=1) se tiene que un fotón genera un par electrón-laguna. En condiciones normales este par se
vuelve a recombinar. Para separarlo y extraer una corriente del material es necesario disponer de una juntura PN con una
polarización inversa de forma que sólo hay corriente cuando incide luz. En la juntura existe una diferencia de potencial que
separa al par.
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