Mapa de los diodos láser nm baja potencia (AlGaAs) nm alta potencia (AlGaAs) nm baja potencia (visible) 1.3 y 1.55  m altas prestaciones (GaInAsP) Láseres de cavidad vertical (AlGaAs)

Encapsulado de propósito general Structure of complete standard  9 mm laser diode device

Stripe structure manufacturing process. 1.Six epitaxial layers are grown by MBE. 2.Stripes are made by photolithography and chemical etching, leaving a 0.1  m protective layer of GaAs. 3.The protective layer is removed by thermal etching (evaporation) 4.Second MBE growth: cladding and cap layers 5.The electrodes are vacuum-deposited 6.Chips are cleaved 7.Facet protection layer is applied to complete the chip

RLD78MA

Láseres de AlGaAs Lectores ópticos 785 nm (rojo-IR) P=3-5 mW Control en potencia I F (normal)= mA I F (defectuoso)= 80 mA LD+PD mon + óptica+ PDs lect

Laser printer potencia moderada Láseres de AlGaAs

Alta potencia: “arrays” y “stacks” Láseres de AlGaAs ¿ Cuánta P opt pueden dar ? < 1 W cw a fibra 1mod < 10 W cw por tira < 100 W cw por “array” < 1000 W qcw por “stack” LASER-DIODE ARRAY ¿ Qué hay que optimizar ? Estructura ( QW tensados, r s «,.. ) Fiabilidad ( recubrir los espejos ) Disipación térmica LD bars water tubes

Bombeo de láseres de estado sólido Aplicaciones de diodos láser de alta potencia Aplicaciones industriales

La fibra óptica Optica guiada n 1 >n 2 Dispersión Atenuación “Ventanas para”: = 0.9, 1.3 y 1.55  m Monomodo o multimodo

Emisores para fibra óptica Minimizar atenuacion Minimizar dispersion Rapidez Eficiencia Fiabilidad Acoplamiento a fibra

Emisores para fibra óptica Inserción en fibra alineamiento acoplamiento estrategias de micro-óptica Respuesta en frecuencia > 10 GHz eliminar RC parásitas  I F  f 3dB

Emisores para fibra óptica Láseres monomodo Comunicación óptica a larga distancia modal espectral  Fibras monomodo  láseres monomodo en la fibra  “dispersión” DFB DBR

butterfly 14 pin DIL coaxial LD encapsulados y transmisores para FO

Amplificadores opticos Fibra óptica dopada con erbio (EDF) Comunicación óptica a larga distancia  atenuación  necesidad de amplificadores O/EE/O óptico eléctrico A Repetidores eléctricos Retardos Ruido de conversión D  75Km óptico A Amplificadores ópticos EDFA: ganancia en 1.55  m Alta ganancia Rapidez Bajo ruido BOMBEO Bombeo con láser 980 nm o 1480 nm

WDM vs TDM Multiplexación por división en el tiempo Multiplexación por división en longitudes de onda DWDM: canales ITU-T hasta 40 x 10 GHz

Sistema WDM completo

Emisores para WDM denso Ajustables por temperatura Ajustables eléctricamente Ajustados por fibra ( Modulación externa ) interferométrico electroabsorción

año Miles de equipos WDM en 1999 EEUU y Canadá 83% Europa occidental 13% Asia y Pacífico 4% Resto del mundo 0% Larga distancia 91% Corta distancia 7% Empresas 2% WDM en 2003 EEUU y Canadá 59% Europa occidental 23% Asia y Pacífico 13% Resto del mundo 5% Larga distancia 65% Corta distancia 30% Empresas 5% WDM en cifras Evolución del WDM WDM SONET/SDH

Diodos láser de visible Interés:visible, menor Materiales:GaInP  670 nm AlGaInP  630 nm Color:rojo V 630nm > V 670nm Aplicación:punteros instrumentación códigos de barras lectores ópticos (DVD) (visible) (menor )

LD de visible Tecnología de AlGaInP

Diodos láser de visible lectores de códigos de barras

Diodos láser de visible: DVD Dic. 94Sony y Philips anuncian el MM-DC En. 95Toshiba y otros anuncianel SuperDensity Dic.95acuerdo: DVD (Digital Versatil Disk) Abril 97acuerdos sobre protección de copia Medio físico: Caracteristicas comunes para DVD-video, audio, ROM, RAM, R, RW Mismas dimensiones del CD Capacidad: 4.7 Gb por cara y capa 135 min de video a  5Mb/s De donde viene el aumento? Puntos: x 4.5 (2.1 2 ) (   x 1.5 ) Datos/puntos: x nm, 5mW  Datos: x 7

Láseres violeta: GaN Dificultades tecnológicas Resultados: Nakamura (1996, 1999) p P tip I th V F 0.4  m 5 mW45 mA5V instrumentación científica nuevos DVD ? APLICACIONES

Laseres de cavidad vertical Reflectores de Bragg GaAs/AlAs Monomodo Haz circular Matrices 2D Acoplamiento a fibra Buses opticos en 1 a v.

850-nm, 10-Gbit/s, directly modulated, VCSEL Typical: 820 µW,fc= 7.5 GHz, tr=55 ps low-cost, very short reach (<300m) high-speed interconnects Laseres de cavidad vertical Ejemplos

array de VCSELs = 850 nm 0.8 mW 200 Mbit/s 10 x 2 canales 4 Gbit/s d max = 300 m array de PDs BER > 10E-14 (1995)

array de VCSELs = 850 nm 0.8 mW 200 Mbit/s 10 x 2 canales 4 Gbit/s d max = 300 m array de PDs BER > 10E-14 (1995)