41. Dispozitivul modulator electrooptic n intensitate. (p. 51)

LaserPolarizor (+45)Lam /4Cristal modulator (Umod)Analizor (-45)Fig. 2.2. Dispozitiv modulator electrooptic n intensitate.Radiaia provenit de la sursa laser este aplicat unui polarizor (dispozitiv care transform radiaia nepolarizat n radiaie polarizat liniar, dup o direcie care corespunde cu axa de trecere a polarizorului (filtru de polarizare)), apoi cristalului modulator i respectiv analizorului (filtru de polarizare). Fixnd axele polarizorului, respectiv analizorului, pe direcii perpendiculare de ex. 45)

- n lipsa semnalului modulator (aplicat cristalului modulator) radiaia provenit de la sursa laser va fi complet atenuat de sistem. n prezena semnalului modulator radiaia incident avnd polarizare liniar datorit polarizorului va suferi o polarizare eliptic (rotindu-i planul de polarizare) i va trece prin analizor, n funcie de gradul de rotire a planului de polarizare. Prin determinarea funciei de transfer de polarizare a sistemului se pune n eviden o neliniaritate pronunat ntre intensitatea radiaiei la ieirea sistemului i tensiunea aplicat. Pentru reducerea neliniaritii i deci a distorsiunilor, impune utilizarea unei poriuni aproximativ liniare de pe caracteristica de modulaie. Pentru aceasta se introduce o ntrziere suprapus cu cea introdus de semnalul modulator prin aplicarea unei tensiuni (de modulare) constante sau prin introducerea unei lame de cristal de grosime /4 care produce acelai echivalent.42. Modulaia intern de faz a radiaiei laser. (p. 54)

Fig. xx. Variaia frecvenei n cavitatea rezonant123xyzOscilaia laser este modulat n frecven prin introducerea n cavitatea rezonant ntre cele dou oglinzi ale unui dispozitiv care realizeaz o perturbaie de faz asupra radiaiei generate. Oscilaia laser modulat astfel este o oscilaie parametric, datorat unui singur mod dintre modurile generate n prezena perturbaiei. Variaia de frecven a radiaiei obinute este egal cu ecartul (n frecven) dintre dou moduri axiale ale cavitii.Modificarea frecvenei de acord se poate face prin modificarea dimensiunilor fizice (geometrice) ale cavitii, modificarea indicelui de refracie al mediului activ (prin birefringen), modificarea temperaturii, presiunii, densitii electronice a mediului activ, etc.43. Metode de modulare intern a diodelor laser - enumerare. (p. 55,56)

1. Modularea intern n frecven sau faz a fascicolului laser2. Metoda modulrii prin sincronizarea intern activ a modurilor de oscilaie3. - metoda modulrii ctigului cavitii laser (Q-SWTCH)4. - metoda modulrii frecvenei de acord a cavitii laser5. - metoda modulrii directe prin puterea de pompaj44. Principalele metode de demodulare optic enumerare (p. 57)Detecia optic direct + Mixarea optic45.Radiaia luminoas i benzile de energie (LED.pdf-p.2)Radiaia luminoas i banzile de energieCnd un electron cade de pe un nivel energetic superior pe unul inferior, el elibereaz ocuant de energie numit foton. Relaia dintre variaia de energie, E, energia fotonului,Ep i lungimea de und este:E = Ep = hc (&.1)Aceast idee se pstraz i pentru un semiconductor. Dac un electron excitat cade dinbanda de conducie n banda de valen, este eliberat un foton a crui energie, Ep , estemai mare sau egal cu banda interzis, Eg . Deoarece la procesul de radiaie pot participamai multe nivele energetice din banda de conducie i banda de valen, lungimile deund radiate i pot fi multiple. Prin urmare putem scrie Ep Eg , sau sub o alt formi hc Eg (dac Eg este msurat n eV i n nm, atunci i 1248 Eg ). Rezultatulacestei radiaii multivalente este un spectru larg, , a luminii emise de unsemiconductor46. Principiul de funcionare LED +calcul putere optic emis (Led.pdf p.4,5)Un LED este o diod semiconductoare care funcioneaz exact pe principiul prezentatmai sus al emisiei permanente de lumin. Acest concept este demonstrat de circuitul dinfig.&.6. Cei familiarizai cu polarizarea direct a unei diode vor avea sigur urmtoareaobservaie: recombinarea electron-gol este un proces care are loc n orice diod sautranzistor. Care este diferena dintre un LED i o diod obinuit ?fig.&.6.Diferena este c n diodele obinuite, aceast recombinare elibereaz energie sub formde cldur - nu sub form de lumin (adic ntr-un alt domeniu al spectrului). ntr-unLED, aceste recombinri elibereaz energie sub form de lumin. Recombinareageneratoare de caldur se numete neradiativ, n timp ce recombinarea generatoare delumina se numete radiativ. n realitate, n orice diod au loc ambele tipuri derecombinri; cnd majoritatea recombinrilor sunt radiative, avem un LED.Curentul direct injecteaza electroni n regiunea srcit de purttori, unde ei se recombincu golurile n mod radiativ sau neradiativ. Prin urmare, recombinrile neradiative"consum" din electronii excitai necesari recombinrii radiative, ceea ce scade eficienaprocesului. Acest fapt este caracterizat prin eficiena cuantic intern, int , parametrucare arat ce fracie din numrut total de electroni excitai produce fotoni. Explicaiile demai sus justific caracteristica intrare-ieire a unui LED prezentat n fig.&.7.Raionamentul de mai sus poate fi formalizat astfel: puterea luminoas, P, este energiaper secund, adic numrul de fotoni nmulit cu energia unui foton, Ep . Numrul defotoni este egal cu numrul de electroni injectai, N, nmulit cu eficiena cuantic intern.Astfel:P = (NintEp ) t (&.2)

Pe de alt parte, numrul de electroni (N) nmulit cu sarcina unui electron (e) , pesecund, este intensitatea curentului electric:I = Ne t (&.3)Deci, puterea luminoas radiat va fi:P = ((It e)intEp ) t = [(intEp e)]I (&.4)Dac msurm Ep n electron-voli, eV, i curentul I n mA, atunci:P(mW) = (intEp (eV))I(mA) (&.5)47. Cuplajul luminii LED la fibra optic, calculul puterii luminoase cuplate la fibra optic (LED.pdf p. 9) Cheia pentru ct de departe putem transmite lumina printr-o fibra nu este ct de puternicaeste sursa ci cit din puterea acesteia putem cupla n interiorul fibrei.Dac aproximm configuraia de radiaie a unui SLED prin modelul Lambertian, atunciputerea luminoas, Pin , cuplat ntr-o fibra cu salt de indice, avnd apertura numericaNA, poate fi calculat cu relaia:( )2Pin = P0 NA (&.7)unde P0 este determinata cu relaia P = P0 cos

46. Principiul de funcionare LED +calcul putere optic emis (Led.pdf p.4,5)Un LED este o diod semiconductoare care funcioneaz pe principiul: electronii mobili din partea n, atrai de terminalul pozitiv al tensiunii V, intr nregiunea sracit. Simultan, golurile mobile din regiunea p, atrase de terminalul negatival tensiunii V, intr in aceeai regiune srcit. Recombinarea electron-gol din interiorulregiunii srcite produce lumina. Sarcinile electrice se refac din sursa de alimentare.Recombinareageneratoare de caldur se numete neradiativ, n timp ce recombinarea generatoare delumina se numete radiativ. n realitate, n orice diod au loc ambele tipuri derecombinri; cnd majoritatea recombinrilor sunt radiative, avem un LED.puterea luminoas, P, este energiaper secund, adic numrul de fotoni nmulit cu energia unui foton, Ep . Numrul defotoni este egal cu numrul de electroni injectai, N, nmulit cu eficiena cuantic intern.

48.Caracteristicile unui LED optice: radiat, limea spectral ; electrice, banda de modulaie BW (LED.pdf p.1014)Lungimea de und radiat, adesea numit lungimea de unda de vrf, p , este determinatde banda interzisa.Laimea spectral depinde de temperaturReamintim c limea spectral a sursei este parametrul critic pentru dispersia cromatica fibrei optice.Caracteristicile electriceCaracteristicile electrice - tensiune direct, capacitate i curent invers - sunt comuneoricrei diode.Fabricanii specific uneori tensiunea direct n funcie de curentul direct, a crei aliureste ca n figura :

De regul, valoarea tensiunii directe nu depete 2V.Capacitatea, C, este inerent unui LED.. Exist dou surse ale acestei capaciti:(a) capacitatea asociat jonciunii p-n, numit capacitate de ncrcare;(b) capacitatea asociat cu timpul de via al purttorilor n regiunea activ, numitcapacitate de difuzie.Aceast capacitate limiteaz abilitatea de modulaie a LED-ului prin restricionareabenzii. De exemplu, fabricantul Mitel Semiconductor AB (Jarfalla - Suedia) specificapentru un SLED o capacitate de 20 pF i o band de 200 MHz (la o lungime de und devrf de 865 nm) i 200 pF pentru un SLED a crui band este 125 MHz (la o lungime deund de vrf de 1320 nm). Acesta este intervalul tipic de valori pentru capacitatea unuiLED.Curentul invers este cauzat de purttorii minoritari. Acetia sunt produi de energiatermic.Timpul de via, timpul de cretere/descretere i banda de frecveneTimpul de via, , al purttorilor este timpul dintre momentul n care ei sunt injectai nregiunea srcit i momentul n care ei se recombin. Din acest motiv se mai folosete idenumirea de timp de via de recombinare. Valorile sale variaz de la nanosecunde lamilisecunde. Trebuie fcut distincie ntre timpul de via radiativ, r , i neradiativ,nr , astfel nct timpul de via se calculeaz cu relaia:1 = 1 r +1 nr (&.8)Eficiena cuantic intern, int , care arat ci fotoni sunt radiai n raport cu numrultotal de electroni injectai, poate fi calculat cu relaia:int = r (&.9)Timpul de cretere/descretere, t r , este definit ntre 10% i 90% din valoarea maxim a pulsului

Pentru un LED, acest parametru arat cum urmrete pulsul de lumin de la ieire pulsulelectric modulator de la intrare

Timpul de cretere/descretere este determinat de capacitatea LED-ului (C), deamplitudinea treptei de curent de la intrare (Ip ) i de timpul de via () i se poatecalcula cu relaia [1]:[ ( ) ] p4t r = 2.2 + 1.7 10 TKC I (&.10)unde TK este temperatura absolut n kelvini (0C = 273K). Pentru o valoare mare a luiIp , al doilea termen devine neglijabil i timpul de cretere este determinat, in ultiminstan de timpul de via. Fabricanii prefer s msoare acest timp, valorile tipicencadrndu-se ntre 2 i 4 ns.Banda de modulatie, BW, este intervalul de frecvente de modulaie n cadrul cruiaputerea electric detectat scade la -3dB,

n electronic, relaia general de legtur dintre band si timpul de cretere este:BW = 0.35 t rSe evideniaz astfel un pricipiu foarte important: banda de modulatie a unui LED estelimitat de timpul de via al purttorilor. Explicaia fizic a acestui principiu esteurmtoarea. Presupunem c un electron este excitat n banda de conducie. Lui i ia nspn cnd sa cad n banda de valen prin recombinare. n acest interval de timp nu puteimodifica starea lui, astfel nct chiard ac se ntrerupe curentul direct, trebuie ateptat nspn cnd radiaia va nceta practic.Produsul putere-bandProdusul putere-band este un alt caracteristic important a unui LED. Acest produseste o constant. Cu alte cuvinte, putei crete banda de modulaie a unui LED doar ndetrimentul puterii de ieire. Reciproc, putei crete puterea de ieire a unui LED, doar ndetrimentul benzii de modulaie.