Para los ingenieros que desarrollan hardware avanzado de detecci\u00f3n o comunicaci\u00f3n, la transici\u00f3n de longitudes de onda m\u00e1s cortas (como 850 nm o 1310 nm) a longitudes de onda m\u00e1s cortas (como 850 nm o 1310 nm) es un paso importante. Fibra de 1550 nm<\/a><\/strong> se debe a algo m\u00e1s que a las bajas p\u00e9rdidas. A 1550 nm, la luz es \u201csegura para los ojos\u201d a niveles de potencia significativamente superiores en comparaci\u00f3n con el espectro visible, ya que el fluido ocular absorbe la energ\u00eda antes de que pueda llegar a la retina. Esto permite una emisi\u00f3n de mayor potencia en aplicaciones LIDAR y de teledetecci\u00f3n. Sin embargo, el paso a los 1550 nm exige un cambio completo en la ciencia de los materiales: de los detectores basados en silicio se ha pasado a los de arseniuro de indio y galio (InGaAs) para los detectores de 1550 nm. receptor \u00f3ptico acoplado por fibra<\/a><\/strong>, y aleaciones complejas de semiconductores ternarios o cuaternarios para las fuentes de luz.<\/p>\n\n\n El n\u00facleo de cualquier sistema de recuperaci\u00f3n de se\u00f1al en la banda C es el receptor \u00f3ptico acoplado por fibra<\/strong>. A diferencia de los detectores \u00f3pticos a granel, un m\u00f3dulo de fibra acoplada debe interconectar eficazmente el n\u00facleo de menos de 10 micr\u00f3metros de una fibra monomodo con un \u00e1rea activa semiconductora. En esta interfaz es donde se producen los mayores problemas de relaci\u00f3n se\u00f1al-ruido (SNR).<\/p>\n\n\n\n El mecanismo de detecci\u00f3n en un fotodiodo PIN de InGaAs se basa en el efecto fotoel\u00e9ctrico interno. Cuando un fot\u00f3n con energ\u00eda $E = h\\nu$ incide en la regi\u00f3n intr\u00ednseca del semiconductor, debe tener energ\u00eda suficiente para salvar la brecha de banda $E_g$. En el caso del InGaAs, este bandgap est\u00e1 dise\u00f1ado para ser de aproximadamente 0,75 eV, lo que lo hace muy sensible en el rango de 1,0 a 1,7 micr\u00f3metros.<\/p>\n\n\n\n La responsividad $R$ del receptor es una m\u00e9trica cr\u00edtica, definida como:<\/p>\n\n\n\n $$R = \\frac{\\eta q}{h \\nu} = \\frac{\\eta \\lambda}{1,24}$$<\/p>\n\n\n\n Donde $\\eta$ es la eficiencia cu\u00e1ntica, $q$ es la carga de electrones y $\\lambda$ es la longitud de onda en micr\u00f3metros. En un receptor \u00f3ptico acoplado a fibra de alta calidad, la eficiencia cu\u00e1ntica suele superar los 80%, lo que da lugar a valores de respuesta superiores a 0,9 A\/W a 1550 nm. Sin embargo, una alta capacidad de respuesta es in\u00fatil si el ruido de fondo es demasiado alto.<\/p>\n\n\n\n Desde el punto de vista de la calidad de los componentes, la \u201ccorriente oscura\u201d ($I_d$) es el principal enemigo de la precisi\u00f3n. Se trata de la corriente residual que fluye por el receptor incluso en total oscuridad. La corriente oscura es una funci\u00f3n de la calidad de crecimiento del semiconductor; los defectos en la red de InGaAs crean estados de energ\u00eda intermedios que facilitan la generaci\u00f3n t\u00e9rmica de portadores.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, el tama\u00f1o del \u201c\u00e1rea activa\u201d del receptor presenta una disyuntiva. Un \u00e1rea activa mayor (por ejemplo, 500 micr\u00f3metros) facilita la alineaci\u00f3n de la fibra, pero aumenta la capacitancia par\u00e1sita. Una capacitancia elevada act\u00faa como un filtro de paso bajo, limitando seriamente el ancho de banda del sistema. En los sistemas de fibra de alta velocidad de 1550 nm, los ingenieros deben seleccionar receptores con el \u00e1rea activa m\u00e1s peque\u00f1a posible que a\u00fan puedan capturar de forma fiable la salida divergente de la fibra, lo que normalmente requiere lentes asf\u00e9ricas de precisi\u00f3n dentro del paquete del receptor.<\/p>\n\n\n\n Mientras que los diodos l\u00e1ser proporcionan una gran potencia y coherencia, el fibra pigtailed led<\/a><\/strong> sigue siendo indispensable para las aplicaciones que requieren una baja coherencia temporal y una gran estabilidad, como la tomograf\u00eda de coherencia \u00f3ptica (OCT) o determinados tipos de giroscopios de fibra \u00f3ptica.<\/p>\n\n\n\n El principal obst\u00e1culo de ingenier\u00eda para un fibra pigtailed led<\/strong> es la \u201cEtendue\u201d o la conservaci\u00f3n del \u201cproducto \u00e1rea-\u00e1ngulo s\u00f3lido\u201d. Los LED son emisores lambertianos, lo que significa que emiten luz en un amplio hemisferio de 180 grados. El acoplamiento de esta luz difusa en un monomodo Fibra de 1550 nm<\/a><\/strong> con una apertura num\u00e9rica (NA) de aproximadamente 0,14 es intr\u00ednsecamente ineficiente.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/laserdiode-ld.com\/wp-content\/uploads\/2026\/01\/10-Duplex-2-Wavelength-Fiber-Coupled-Laser-Module-1.jpg\")
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nF\u00edsica de la detecci\u00f3n: El receptor \u00f3ptico acoplado a fibra \u00f3ptica<\/h2>\n\n\n\n
Eficiencia cu\u00e1ntica y capacidad de respuesta en InGaAs<\/h3>\n\n\n\n
El impacto de la corriente oscura y la capacitancia par\u00e1sita<\/h3>\n\n\n\n
Principios de emisi\u00f3n: La ingenier\u00eda del LED de fibra pigtailed<\/h2>\n\n\n\n
El reto de Etendue en el acoplamiento de LED<\/h3>\n\n\n\n