•  Fontes luminosas

As fibras ópticas jamais teriam ganhado a ênfase que ganharam se não houvesse um desenvolvimento grande em paralelo das fontes luminosas (fotoemissores) e dos receptores luminosos (fotodetectores). Estes dispositivos são ambos feitos com materiais semicondutores, tendo suas características dadas por tais compostos.

As fontes devem possuir potência de emissão luz que permita a transmissão por longos espaços, variar o mínimo possível com as condições do meio e tornar viável o acoplamento da luz na fibra, através das lentes convergentes ou de outros métodos.

Há dois tipos básicos de fontes luminosas: os diodos emissores de luz (LED, Light Emitting Diodes ) e o diodo laser. A diferença é que nos LED's as recombinações são espontâneas, enquanto que no diodo laser, elas são estimuladas. Uma das técnicas para tal estimulação usada no diodo laser é colocar dois espelhos rigorosamente paralelos, de tal forma que ocorra interferência construtiva entre ondas sucessivamente construtivas até que a potência desejada seja atingida e o laser atravesse um dos espelhos.

Os LED's são mais simples, baratos e confiáveis, mas possuem espectro mais largo de luz gerada com uma emissão incoerente, pior eficiência de acoplamento de luz na fibra e limitações na velocidade de modulação.

Por isso, os LED's são usados principalmente em sistemas de menor capacidade de transmissão, geralmente na primeira e segunda janelas ópticas.

Os diodos laser, por sua vez, geram uma radiação mais coerente, com espectro mais estreito e feixe mais diretivo, com potências maiores. Seu custo, no entanto, é mais elevado que o dos LED's.

 

•  Receptores luminosos

A função dos fotodetectores é absorver a luz transmitida pela fibra e convertê-la em corrente elétrica para processamento do receptor. O ideal é que os fotodetectores tivessem o maior alcance possível, operando nos menores níveis possíveis de potência óptica, e convertendo-a em eletricidade com o mínimo de erros e de ruído.

A conversão de luz em corrente é realizada utilizando a energia do fóton para retirar elétrons da camada de valência de um semicondutor (fotoionização), gerando portadores de carga e colocando-os em movimento, o que caracteriza a corrente. Há dois tipos básicos de fotodiodos, o fotodiodo p-i-n e o fotodiodo de avalanche ( Avalanche photodiode ). O primeiro é um fotodiodo (diodo receptor de luz) comum que tem entre suas regiões P e N, uma região não dopada, chamada de região intrínseca, cujo objetivo é manter o campo elétrico na região constante. O segundo, por sua vez, é próximo ao p-i-n, mas gera campos elétricos mais fortes o que o torna mais sensível que o p-i-n e, ao mesmo tempo, aumenta o ruído captado.

A eficiência de um receptor mede-se verificando a razão entre o sinal e o ruído. Isso ocorre porque a potência óptica que é recebida pode chegar a nanowatts, o que torna necessária a amplificação do sinal. Assim, A eficiência de um fotodetector depende de sua capacidade de amplificar o sinal, sem gerar ruído novo nem amplificar os que vêm misturados com o sinal.

Os receptores luminosos estão sujeitos a diversos fatores de contaminação, dentre os quais a potência óptica de polarização, que pode ser tratada como uma radiação de fundo, e a corrente escura, que é a corrente gerada pela excitação térmica do receptor, sem que ele esteja recebendo luz, entre outros.

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