1. Introducción a la Tecnología Fotoeléctrica
1.3 Fotoemisión
El efecto fotoemisivo es el proceso físico en el que un fotón es capaz de arrancar un electrón del material que lo absorbe.
1.3.1 Efecto Fotoemisivo en los Semiconductores
Las propiedades eléctricas de los semiconductores se alteran dramáticamente tras la absorción de fotones. En eso se basan los detectores de estado sólido.
1.3.2 Detectores Fotoemisivos
Los detectores fotoemisivos emplean campos eléctricos (o magnéticos) para acelerar los electrones arrancados de las superficies fotoemisivas (fotocátodos).
1.4 Fotoconductividad
La fotoconductividad se define como el cambio de la conductividad eléctrica de un material debido a la acción de la radiación incidente. El principio básico es que cuando un fotón de energía mayor o igual que la brecha del material incide sobre un semiconductor, puede ser absorbido, pasando un electrón a la banda de conducción y dejando un hueco en la banda de valencia. Estos portadores contribuyen al aumento de la conductividad del material, denominada intrínseca.
1.5 Teoría Fotoeléctrica
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta). A veces se incluyen otros tipos de interacción:
- Fotoconductividad: Aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz.
- Efecto fotovoltaico: Transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica.
1.5.1 Leyes de la Emisión Fotoeléctrica
- Para un metal y una frecuencia de radiación dados, la cantidad de fotoelectrones emitidos es directamente proporcional a la intensidad de luz incidente.
- Para cada metal, existe una frecuencia mínima de radiación (frecuencia de corte o umbral) debajo de la cual no se emiten fotoelectrones.
- Por encima de la frecuencia de corte, la energía cinética máxima del fotoelectrón emitido es independiente de la intensidad de la luz incidente, pero depende de la frecuencia de la luz incidente.
- El tiempo entre la incidencia de la radiación y la emisión del fotoelectrón es muy pequeño (menos de 10-9 segundos).
1.6 Fotodispositivos
Los fotodispositivos o dispositivos optoelectrónicos trabajan con señales electrónicas y ópticas, transformando unas en otras.
1.6.2 Optodispositivos Fotoemisivos (Emisores)
- LED (Diodo Emisor de Luz)
- IRED (Diodos Infrarrojos)
- LASER
- Diodo Láser
1.6.3 Optodispositivos Fotoconductivos (Sensores)
- Fotorresistencias
- Fotodiodo
- Fototransistor
- Célula Fotoeléctrica
- Optoacoplador
1.7 Tipos de Sistemas de Comunicaciones
1.7.1 Medios de Transmisión Guiados
- Par Trenzado
- Cable Coaxial
- Fibra Óptica
1.7.2 Medios de Transmisión No Guiados
- Radio
- Microondas
- Infrarrojos
- Láser
3. Componentes de Sistemas de Fibra Óptica
3.2 Receptores o Detectores
En el extremo receptor de la fibra óptica, la primera tarea es detectar el pulso de luz. Se requiere:
- Desmodulación de la portadora recibida
- Alta sensibilidad
- Bajo consumo y tamaño
- Baja tasa de errores
- Bajo ruido
- Alto rendimiento a conversión optoeléctrica
Clases de Redes Ópticas
- FDDI: Topología física de estrella y lógica de anillo.
- 10 BASE F: 100 Mbps, distancias de 1 a 2 km, fibra multimodo.
- 100 BASE FX: 100 Mbps, distancias de 1 a 2 km, fibra multimodo.
- Gigabit Ethernet: 1000 Mbps, 4 km con monomodo, hasta 300 m con multimodo.
- SDH/SONET: Hasta 155 Mbps, redes WAN, topología punto a punto.
- HFC: Combina fibra óptica y cable coaxial.