caracteristicas de las fibras opticas - publicaciones de Roberto Ares

COMPONENTES ELECTRO-OPTICOS
COMPONENTES ELECTRO-OPTICOS
Sobre la óptica-integrada, los amplificadores ópticos, los solitones y la DWDM.
1- ÓPTICA INTEGRADA (OPTOELECTRÓNICA)
1.1- TEORÍA BÁSICA.
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Con el nombre de óptica integrada se designa al proceso de integración de componentes pasivos y activos en un mismo
conjunto (chip) con tecnología planar. Esta técnica es viable sólo en componentes monomodo y con polarización simple. La
gran mayoría de los componentes se basan en el efecto Pockles lineal. El mismo consiste en un cambio del índice de
refracción Δn del material proporcionalmente a la amplitud del campo eléctrico asociado, de acuerdo con la expresión:
Δn = -0,5.no 3 .r.E
donde no es el índice de refracción original del material, r es el coeficiente electro-óptico y E el campo eléctrico aplicado.
Por ejemplo:
el AsGa tiene no=3,34 y r = 1,6.10 -12 m/V
el cuarzo tiene no=2,295 y r =30,8.10 -12 m/V
La luz que se propaga en este material acumula un cambio de fase Δφ que puede expresarse mediante:
Δφ = 2.π.Δn.L/λ
donde Δn es el cambio del índice de refracción, L la longitud del material donde se propaga la luz y λ la longitud de onda de
ésta. Con el propósito de usar este efecto correctamente se aplica el campo eléctrico en forma perpendicular a la dirección de
propagación. Por lo tanto:
Δφ = -π.no 3 .r.V.(L/d).λ
Con el objetivo de reducir el valor de tensión V se puede aumentar el cociente L/d. Sin embargo, ambos valores no son
independientes ya que d está limitado por la difracción a un mínimo:
d ≥ (2.L.λ/n) 1/2
El material típicamente usado en optoelectrónica es el cristal de LiNbO 3 (Niobato de litio) conocido originalmente como
Perovskita. Sobre el cual se difunde Ti con el propósito de obtener una guía de onda monomodo.
El cristal tiene n=2,18; r=30.10 -12 m/V lo cual produce un Δφ=π con 50 V de campo eléctrico. Con la correcta difusión de Ti
se obtienen valores de tensión del orden de 1 V para un desfasaje π.
POLIAMIDA. Un material muy interesante para óptica integrada es el polímero de Poliamida. Los requerimientos que debe
cumplir el polímero es: baja y estable pérdida de inserción, estabilidad térmica y mecánica, actividad electroóptica. La
Poliamida se puede usar en filtros WDM, splitter de potencia, switch NxM para aplicaciones add-drop, moduladores y
atenuadores. La comparación de sus características son:
Material Li Nb O3 Silicio In P Poliamida
Indice de refracción 2,14 1,44 3,4
Pérdida de inserción 0,5 dB/cm 0,1 3 0,2
Acoplamiento a la FO 2 dB 0,5 7,5 0,5
Max Frec de Modulación 40 GHz 20 100