Caratteristiche dei trasmettitori e ricevitori optoelettronici per fibre

Caratteristiche dei trasmettitori e ricevitori optoelettronici per fibre ottiche
Le sorgenti ottiche sono giunzioni PN realizzate con arseniuro di gallio (GaAs). Esse si dividono in LED
(Light Emitted Diode) e LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Il principio di
funzionamento del LASER è sostanzialmente identico a quello del LED con la differenza che nel LASER i
fotoni generati per emissione stimolata hanno la stessa lunghezza d'onda e vengono emessi entro un angolo
solido estremamente ridotto. Nella seguente tabella si riportano i principali dati caratteristici dei LED e
LASER impiegati nella trasmissione con fibre ottiche.
Sorgenti optoelettroniche
Parametro
LED
LASER
Potenza luminosa immessa in fibra a
parità di corrente di lavoro
da 10 a 100 µ W
da 5 a 20 mW
Larghezza spettrale a metà altezza
 = 30 nm per  0 = 0.8 µ m
 = 100 nm per  0 = 1.3 µ m
Frequenza massima di lavoro
 = 2 nm per  0 = 0.8 µ m
 = 10 nm per  0 = 1.3 µ m
100 MHz
5 GHz
Tempo di salita degli impulsi luminosi
da 10 a 30 nsec
< 1 nsec
Velocità di modulazione degli impulsi
10 Mbit/sec
300 Mbit/sec
Radianza (potenza ottica emessa per
unità di angolo solido dall'unità di
superficie della sorgente)
da 10 a 100 (W/cm2)·sr
1000 (W/cm2)·sr
107
106
basso
alto
Vita media (ore di lavoro)
Costo
I rivelatori ottici sono realizzati con giunzioni PIN (Positive Intrinsic Negative) ottenute lasciando uno strato
di semiconduttore non drogato (intriseco) al centro di una barretta alle cui estremità si è praticato il
drogaggio P e N. Il diodo viene polarizzato inversamente e la luce colpisce lo strato intrinseco. La luce
incidente, libera coppie elettrone-lacuna, generando una fotocorrente proporzionale all'energia luminosa.
Oltre ai rivelatori PIN sono utilizzati diodi APD (Avalanche Photo Diode). Essi hanno la medesima struttura
tecnologica dei PIN ma la fotocorrente è generata per effetto valanga innescato dalla luce incidente sullo
strato intrinseco. La tensione di polarizzazione degli APD è maggiore di quella dei PIN ma la fotocorrente
prodotta, a parità di corrente luminosa incidente, è sensibilmente maggiore. Nella seguente tabella si
riportano le caratteristiche fondamentali dei fotoricevitori PIN e APD per fibre ottiche.
Rivelatori optoelettronici
Parametro
Responsività (rapporto tra la corrente generata per
unità di potenza incidente)
Tempo di salita degli impulsi di corrente
Frequenza massima di lavoro
Sensibilità (minima potenza ottica rivelabile)
Tensione di alimentazione
Diodo PIN
Diodo APD
0.6 µ A/m W
100 µ A / µ W
< 1 nsec
2 nsec
1 GHz
100 MHz
0.1 µ W
0.01 µ W
da 10V a 40 V
da 100V a 500 V