Los tipos de fuentes utilizadas incluyen LED, láseres, láseres de fabry-perot (FP), láseres de retroalimentación distribuida (DFB) y láseres emisores de superficie de cavidad vertical (VCSEL). Todos convierten señales eléctricas en señales ópticas, pero por lo demás son dispositivos bastante diferentes. Los tres son pequeños dispositivos semiconductores (chips) del tamaño de granos de arena. Los LED y VCSEL se fabrican en obleas semiconductoras de manera que emiten luz desde la superficie del chip, mientras que los láseres fp y DFB emiten desde el costado del chip desde una cavidad láser creada en el medio del chip.
Los láseres y los LED son dispositivos bastante diferentes, como se puede ver en este diagrama de su salida de luz en función de la corriente de accionamiento. Los LED son emisores simples que generan más salida de luz a medida que aumenta la corriente de accionamiento hasta que corrientes más altas los calientan y su salida de luz disminuye, lo que limita la salida de energía total. Los láseres comienzan como LED, generando más luz con más corriente de accionamiento, pero la luz está confinada en áreas pequeñas en el chip semiconductor llamada cavidad láser, horizontalmente dentro del chip para la mayoría de los láseres pero verticalmente en un VCSEL. Como todos los láseres, una vez al año Se genera una cierta cantidad de luz dentro de la cavidad del láser, el dispositivo se convierte en un "láser", acrónimo de "amplificación de luz mediante emisión estimulada de radiación". Una vez que el dispositivo alcanza un cierto nivel de corriente, pasa el umbral del láser y la salida de luz se vuelve mucho mayor con poco aumento de corriente.
Las curvas LI ayudan a mostrar por qué los láseres tienen un ancho de banda mayor que los LED. Los LED se modulan en rangos de corriente más altos para encender y apagar la salida de luz. Los láseres se polarizan en el umbral y luego se modulan con pequeños cambios de corriente para obtener grandes cambios en la salida de luz. El tamaño más pequeño de los láseres también hace que sean más fáciles de modular más rápido. Generalmente, los LED están limitados a enlaces de varios cientos de megabits/segundo, mientras que los láseres son buenos para enlaces de 25-50 gigabits por segundo cuando se modulan directamente. (Es posible obtener velocidades de bits más altas teniendo el láser encendido todo el tiempo (CW) y modulándolo externamente.
Los LED tienen una potencia de salida mucho menor que los láseres y su patrón de haz de salida de luz más grande y divergente hace que sea más difícil acoplarlos en fibras, lo que generalmente limita su uso con fibras multimodo. Los LED tienen mucho menos ancho de banda que los láseres y están limitados a sistemas que funcionan hasta aproximadamente 250 MHz o alrededor de 200 Mb/s.
Los láseres tienen salidas de luz más pequeñas y ajustadas y se acoplan fácilmente a fibras monomodo, lo que los hace ideales para enlaces de alta velocidad de larga distancia. Los láseres tienen una capacidad de ancho de banda muy alta, siendo la mayoría útiles a más de 10 GHz o 10 Gb/s.
Los VCSEL son un dispositivo extraño. Utilizan trucos de fabricación de semiconductores para crear una cavidad láser vertical en el chip de modo que la luz salga por la parte superior, lo que facilita el acoplamiento a la fibra. Pero la estructura del dispositivo sólo ha sido factible para fuentes de ~850 nm, la longitud de onda utilizada para la fibra multimodo.
Debido a sus métodos de fabricación, los LED y los VCSEL son económicos de fabricar. Los láseres son más caros porque crear la cavidad láser dentro del dispositivo es más difícil. El chip debe separarse de la oblea semiconductora y recubrirse cada extremo antes de que se pueda probar el láser para ver si está en buen estado.
Comparación de la salida espectral de un LED y un VCSEL, ambos con una longitud de onda central de alrededor de 850 nm.
Otra gran diferencia entre los LED y ambos tipos de láseres es la salida espectral. Los LED tienen una salida espectral muy amplia que hace que sufran dispersión cromática en la fibra, mientras que los láseres tienen una salida espectral estrecha que sufre muy poca dispersión cromática. En la fibra multimodo, el ancho de banda de los LED está muy limitado por la dispersión cromática debido a su gran ancho espectral (la luz en longitudes de onda más largas viaja más rápido que la luz en longitudes de onda más cortas, lo que provoca dispersión). Esto se suma a la ventaja de VCSEL para redes de mayor velocidad.
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