{"id":4189,"date":"2026-02-07T15:05:46","date_gmt":"2026-02-07T07:05:46","guid":{"rendered":"https:\/\/laserdiode-ld.com\/?p=4189"},"modified":"2026-01-26T13:21:29","modified_gmt":"2026-01-26T05:21:29","slug":"recepteur-optique-couple-a-une-fibre-1550nm-et-led-pigtailed-engineering-design","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/laserdiode-ld.com\/fr\/recepteur-optique-couple-a-une-fibre-1550nm-et-led-pigtailed-engineering-design-html","title":{"rendered":"Conception technique d'un r\u00e9cepteur optique coupl\u00e9 \u00e0 une fibre de 1550 nm et d'une DEL en queue de cochon"},"content":{"rendered":"
In the spectral landscape of photonics, the 1550nm wavelength represents the “Golden Window” for long-range and high-precision optical systems. This preference is not arbitrary; it is dictated by the fundamental physical properties of silica-based glass. Within the Fibre 1550nm<\/strong> l'att\u00e9nuation atteint son minimum th\u00e9orique, environ 0,2 dB\/km, principalement en raison de l'\u00e9quilibre entre la diffusion de Rayleigh, qui diminue avec la quatri\u00e8me puissance de la longueur d'onde, et l'absorption des infrarouges due aux vibrations mol\u00e9culaires.<\/p>\n\n\n\n Pour les ing\u00e9nieurs qui d\u00e9veloppent du mat\u00e9riel de d\u00e9tection ou de communication avanc\u00e9, la transition de longueurs d'onde plus courtes (telles que 850 nm ou 1310 nm) \u00e0 des longueurs d'onde plus courtes (telles que 850 nm ou 1310 nm) est un d\u00e9fi majeur. Fibre de 1550 nm<\/a><\/strong> systems is driven by more than just low loss. At 1550nm, the light is “eye-safe” at significantly higher power levels compared to the visible spectrum because the ocular fluid absorbs the energy before it can reach the retina. This allows for higher-power emission in LIDAR and remote sensing applications. However, the move to 1550nm necessitates a complete shift in material science, moving from Silicon-based detectors to Indium Gallium Arsenide (InGaAs) for the r\u00e9cepteur optique coupl\u00e9 \u00e0 une fibre<\/a><\/strong>, et des alliages semi-conducteurs ternaires ou quaternaires complexes pour les sources lumineuses.<\/p>\n\n\n Le c\u0153ur de tout syst\u00e8me de r\u00e9cup\u00e9ration du signal dans la bande C est le syst\u00e8me de r\u00e9cup\u00e9ration du signal. r\u00e9cepteur optique coupl\u00e9 \u00e0 une fibre<\/strong>. Contrairement aux d\u00e9tecteurs optiques, un module coupl\u00e9 \u00e0 une fibre doit interfacer efficacement le c\u0153ur de moins de 10 microm\u00e8tres d'une fibre monomode avec une zone active semi-conductrice. C'est \u00e0 cette interface que se posent les probl\u00e8mes les plus importants en mati\u00e8re de rapport signal-bruit (RSB).<\/p>\n\n\n\n Le m\u00e9canisme de d\u00e9tection d'une photodiode PIN InGaAs repose sur l'effet photo\u00e9lectrique interne. Lorsqu'un photon d'\u00e9nergie $E = h\\nu$ frappe la r\u00e9gion intrins\u00e8que du semi-conducteur, il doit avoir suffisamment d'\u00e9nergie pour franchir la bande interdite $E_g$. Pour l'InGaAs, cette bande interdite est con\u00e7ue pour \u00eatre d'environ 0,75 eV, ce qui le rend tr\u00e8s sensible \u00e0 la plage de 1,0 \u00e0 1,7 microm\u00e8tre.<\/p>\n\n\n\n La sensibilit\u00e9 $R$ du r\u00e9cepteur est une mesure critique, d\u00e9finie comme suit :<\/p>\n\n\n\n $$R = \\frac{\\eta q}{h \\nu} = \\frac{\\eta \\lambda}{1.24}$$<\/p>\n\n\n\n O\u00f9 $\\eta$ est l'efficacit\u00e9 quantique, $q$ est la charge \u00e9lectronique et $\\lambda$ est la longueur d'onde en microm\u00e8tres. Dans un r\u00e9cepteur optique coupl\u00e9 \u00e0 une fibre de haute qualit\u00e9, l'efficacit\u00e9 quantique d\u00e9passe souvent 80%, ce qui conduit \u00e0 des valeurs de r\u00e9activit\u00e9 sup\u00e9rieures \u00e0 0,9 A\/W \u00e0 1550 nm. Toutefois, une r\u00e9activit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e ne sert \u00e0 rien si le bruit de fond est trop important.<\/p>\n\n\n\n From a component quality perspective, the “Dark Current” ($I_d$) is the primary enemy of precision. This is the residual current that flows through the receiver even in total darkness. Dark current is a function of the semiconductor growth quality; defects in the InGaAs lattice create intermediate energy states that facilitate thermal generation of carriers.<\/p>\n\n\n\n Furthermore, the “Active Area” size of the receiver presents a trade-off. A larger active area (e.g., 500 micrometers) makes fiber alignment easier but increases the parasitic capacitance. High capacitance acts as a low-pass filter, severely limiting the bandwidth of the system. In high-speed 1550 nm fiber systems, engineers must select receivers with the smallest possible active area that can still reliably capture the fiber’s divergent output, typically necessitating precision aspheric lenses inside the receiver package.<\/p>\n\n\n\n Alors que les diodes laser offrent une puissance et une coh\u00e9rence \u00e9lev\u00e9es, les fibre pigtailed led<\/a><\/strong> reste indispensable pour les applications n\u00e9cessitant une faible coh\u00e9rence temporelle et une grande stabilit\u00e9, telles que la tomographie par coh\u00e9rence optique (OCT) ou certains types de gyroscopes \u00e0 fibre optique.<\/p>\n\n\n\n Le principal obstacle technique \u00e0 la mise en place d'un fibre pigtailed led<\/strong> is the “Etendue” or the conservation of the “area-solid angle product.” LEDs are Lambertian emitters, meaning they emit light over a wide 180-degree hemisphere. Coupling this diffuse light into a single-mode Fibre 1550nm<\/a><\/strong> avec une ouverture num\u00e9rique (NA) d'environ 0,14 est intrins\u00e8quement inefficace.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure>\n<\/div>\n\n\nPhysique de la d\u00e9tection : Le r\u00e9cepteur optique coupl\u00e9 \u00e0 une fibre<\/h2>\n\n\n\n
Efficacit\u00e9 quantique et r\u00e9activit\u00e9 dans l'InGaAs<\/h3>\n\n\n\n
L'impact du courant d'obscurit\u00e9 et de la capacit\u00e9 parasite<\/h3>\n\n\n\n
Principes d'\u00e9mission : L'ing\u00e9nierie de la LED \u00e0 fibre optique en queue de cochon<\/h2>\n\n\n\n
Le d\u00e9fi Etendue dans le couplage des LED<\/h3>\n\n\n\n