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