¿Qué son las fuentes Ópticas?

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c) Para el caso de un oscilador local relativamente intenso, puede alcanzarse un funcionamiento cercano al límite cuántico en la relación señal/ruido.

d) Una muy alta selectividad espectral, puesto que el filtraje se realiza en el dominio eléctrico; esto permite una multicanalización densa en las aplicaciones de comunicaciones; asimismo permite un análisis de muy alta resolución en las aplicaciones espectroscópicas.

e) Una elevada directividad espacial, lo que permite un eficiente rechazo a la radiación parásita fuera del campo visual del receptor coherente.

¿Qué es un Fotodetector?

Los fotodetectores son dispositivos que responden de una u otra forma a cualquier tipo de radiación óptica, incluyendo la luz visible, infrarroja, ultra violeta, etc. y las convierten en señales eléctricas. Estos son utilizados en múltiples aplicaciones, incluyendo instrumentación médica, encoders (codificadores), censado de posiciones, sistemas de comunicaciones de fibra óptica, y procesamiento de imágenes; todo esto sin necesidad de un contacto físico directo.

Es decir, la definición básica de un fotodetector radica en su funcionamiento como transductor de luz que proporciona una señal eléctrica como respuesta a la radiación óptica que incide sobre la superficie sensora.

Existen dos tipos fundamentales de detectores de luz, los térmicos y los fotónicos que operan con mecanismos de transducción diferentes.

Los detectores térmicos absorben (detectan) la energía de los fotones incidentes en forma de calor con lo que se produce un incremento en la temperatura del elemento sensor que implica también un cambio en sus propiedades eléctricas como por ejemplo la resistencia. El cambio en esta propiedad eléctrica en función del flujo radiante recibido es lo que permite su medida a través de un circuito exterior. La mayoría de esta clase de foto detectores es bastante ineficientes y relativamente lentos como resultado del tiempo requerido para cambiar su temperatura, lo que les hace inadecuados para la mayor parte de las aplicaciones fotónicas.

La principal ventaja de los detectores ópticos es que presentan las mayores distancias de detección, especialmente en el modo de operación de barrera, pero también se puede conseguir la detección en los lugares más recónditos con fibras ópticas y con la mayor precisión con la utilización de luz láser.

La principal desventaja es la elevada influencia del entorno y de las condiciones ambientales cambiantes. Además son muy sensibles a la acumulación de suciedad. Todo esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de diseñar su aplicación y a la hora de su mantenimiento.

Tipos de fotodetectores

Los tipos de fotodiodos que se emplean son el fotodetector PIN y el fotodiodo de avalancha (APD). La responsividad de un fotodiodo de avalancha es mayor que la de unfotodector PIN. Sin embargo, el primero es más sensible a los cambios de temperatura y más caro que el segundo. El detector PIN se usa más comúnmente en enlaces de corta distancia y el APD es muy útil en transmisiones de larga distancia, donde la señal óptica de llegada es muy débil y se requiere alta responsividad. Por lo que se refiere a la velocidad de respuesta, ambos fotodiodos pueden trabajar actualmente a velocidades muy altas de transmisión digital.

Entre otros, incluyen:

- Fotodiodo

- Fotodiodo PIN

- Fotodiodo de avalancha

- Fototransistor

- Fotorresistencia

- Fotocátodo

- Fototubo o fotoválvula

- Fotomultiplicador

- CCD

- Sensor CMOS

- Célula fotoeléctrica

- Célula fotoelectroquímica

Funcionamiento

Al igual que las fuentes luminosas, los detectores ópticos están fabricados con semiconductores de estado sólido, que en base a la teoría de las uniones P-N generan un flujode corriente cuando captan un fotón; su grado de respuesta depende de los materiales empleados y de la longitud de onda de trabajo. La explicación de los principios físicos bajo los cuales funcionan los fotodiodos es un análisis amplio en electrónica por lo que nos limitaremos simplemente a mencionar algunos aspectos relacionados con dichosdetectores ópticos.

Entre otros parámetros de operación, es deseable que los fotodiodos sean altamente eficientes, que tengan un bajo nivel de ruido, un amplio ancho de banda (es decir, que respondan de manera uniforme y rápida en todas las longitudes de onda de la señal), que sean poco sensibles a las variaciones de temperatura, baratos, pequeños, etc.

La eficiencia de un fotodiodo está relacionada con su responsividad, es decir, la cantidad de electrones que es capaz de generar en relación con los fotones recibidos. Dicho de otra forma, es la corriente eléctrica que entrega a la salida en relación con la potencia óptica de entrada.