Temas del Parcial 2

PARCIAL 2: EES

TEMA: EL TRANSMISOR ÓPTICO.
•    Describir los conceptos básicos de Absorción y emisión en el modelo de bandas de energía.
•    Analizar las características físicas y los modelos matemáticos de la emisión espontánea y estimulada.
•    Analizar las características de funcionamiento de la unión PN en la emisión fotónica.
•    Analizar el incremento de eficiencia de la emisión fotónica con la heterounión doble.
•    Describir las características físicas de los semiconductores compuestos.
•     El Diodo LED
o    Explicar los modelos matemáticos de la eficiewncia del LED.
o    Graficar y explicar la respuesta de la potencia óptica respecto a la corriente.
o    Describir la característica de ruido espectral generado por el LED.
o    Describir la característica de ancho de banda del LED.
o    Graficar y explicar las características de funcionamiento del LED emisor superficial.
o    Graficar y explicar  las características de funcionamiento del LED emisor de borde.
•    El Láser semiconductor.
o    Explicar las características físicas de funcionamiento del Láser.
o    Analizar las características de salida del Láser.
    La ganancia óptica.
    Los valores de umbral de funcionamiento con emisión estimulada.
    La retroalimentación en el Láser.
o    Analizar el funcionamiento de diferentes Láser semiconductores.
    El Láser de Fabry-Perot.
    El Láser de área transversal ancha.
    El Láser de ganancia guiada.
    El Láser guiado por el índice de refracción.
    El Láser con Heteroestructura encubierta BH.
o    Describir la propagación de modos en un láser BH.
o    Describir el perfil de ganancia y pérdidas del láser.
o    Graficar y explicar el funcionamiento de los láseres DFB y DBR.
o    Graficar y explicar el funcionamiento de los láseres:
    De cavidad externa.
    De hendidura.
    DBR multisecciones.
    El láser emisor superficial VCSEL.
o    Graficar y explicar la familia de curvas característica Luz corriente.
o    Describir la característica de ensanchamiento espectral de ruido y de ancho de banda del láser.

TEMA: EL RECEPTOR ÓPTICO.
•    Graficar y explicar el funcionamiento de un cristal semiconductor intrínseco como receptor óptico.
o    La eficiencia cuántica.
o    La Potencia de absorción y de transmisión.
o    La longitud de onda de corte de diferentes materiales.
o    La característica de ancho de banda.
•    Graficar y explicar el funcionamiento del fotodiodo PN.
o    El factor de foto sensibilidad.
o    El ancho de banda.
o    El tiempo de tránsito en la región de vaciamiento.
o    El efecto de la generación de corriente de difusión debida a la absorción fotónica.
•    Graficar  y explicar el funcionamiento del Fotodiodo PIN.
•    Graficar  y explicar el funcionamiento del Fotodiodo de avalancha APD.

TEMA: FUNDAMENTOS DEL AMPLIFICADOR ÓPTICO Y TIPOS.
•    Introducir en los principios generales de funcionamiento del amplificador óptico.
•    Describir el diagrama general en bloques del amplificador óptico.
•    Describir las ventajas del proceso de amplificación óptica directa y comparar con el funcionamiento del regenerador.
•    Explicar las aplicaciones de diferentes configuraciones del amplificador óptico.
•    Analizar el funcionamiento de los tipos de amplificadores ópticos:
o    El amplificador óptico semiconductor SOA.
o    El amplificador óptico de fibra dopado con erbio. EDFA.
o    Describir los diagramas de bloques del SOA y del EDFA.
o    Analizar las características de funcionamiento del amplificador óptico semiconductor SOA.
o    Analizar las características de funcionamiento del amplificador óptico EDFA.
o    Describir la generación del ruido de emisión espontánea amplificada ASE en el amplificador óptico.
o    Describir la sensibilidad a las reflexiones externas en los amplificadores ópticos.
o    Analizar las características de funcionamiento de los amplificadores ópticos banda ancha y banda angosta.
o    Describir el modelo analítico de ganancia del SOA.
o    Describir las ecuaciones del pseudosistema de dos niveles del SOA.
o    Describir el modelo de dependencia de la ganancia de las reflectividades laterales del amplificador óptico y el modelo periódico.
o    Describir la dependencia de las reflectividades laterales del amplificador banda ancha y banda angosta.
o    Analizar el fenómeno de la saturación del amplificador óptico semiconductor y el efecto sobre la ganancia.

TEMA: FUNDAMENTOS FÍSICOS DEL RUIDO ASE
o    Describir las técnicas para corregir las reflexiones laterales de los amplificadores SOA.
o    Describir la dependencia que muestra la polarización de las reflexiones laterales.
•    Analizar el ruido y el SNR del amplificador óptico.
o    Describir las causas físicas que generan el ruido ASE en el amplificador óptico.
o    Explicar el efecto de las reflexiones laterales sobre la generación de ruido ASE.
•    Analizar el modelo de ruido en los fotodetectores.
o    Analizar el diagrama de bloques de un amplificador óptico con sistema de detección.
o    Defina las características físicas de funcionamiento del detector óptico.
o    Describa el modelo matemático de la potencia óptica que se propaga en un medio activo.
    Potencia de la señal.
    Potencia de ruido ASE.
    El factor de emisión espontánea nsp.
    El modelo de potencia de ruido ASE para dos polarizaciones.
    La relación señal a ruido de una sola polarización.

TEMA: LAS COMPONENTES DE RUIDO EN LOS DETECTORES ÓPTICOS
o    Describir la relación señal a ruido a la salida del detector óptico.
o    Analizar las componentes de ruido en los fotodetectores.
    El modelo de ruido granular.
    El modelo de ruido térmico.
    El modelo de ruido generado por la mezcla de las componentes de emisión espontánea entre sí.
    El modelo de ruido generado por la mezcla de las componentes de emisión espontánea con la señal óptica.
o    Describir el SNR de los sistemas de modulación de intensidad y detección directa.
o    Definir el coeficiente de ruido NF del amplificador óptico.
o    Determinar el SNR equivalente del amplificador óptico usando un fotodetector.
o    Definir la relación de coeficiente de ruido NF en relación al nsp.
o    Explicar la determinación del BER de un sistema óptico en relación al factor de calidad Q.
o    Describir el modelo matemático para determinar el modelo de ruido en el fotodetector en un sistema heterodino coherente.
o    Explicar un método para corregir la dependencia que presenta la ganancia del amplificador respecto al cambio de polarización.
•    Analizar los fenómenos de intermodulación, de saturación y de interferencia en sistemas de transmisión con amplificadores ópticos.
o    Analizar los fenómenos de intermodulación.
o    Analizar los fenómenos de saturación del amplificador óptico.
o    Explicar las distorsiones en amplificadores SOA y EDFA, debida a intermodulaciones y saturación.

TEMA: APLICACIONES DE LOS AMPLIFICADORES ÓPTICOS
•    Describir algunas aplicaciones de los amplificadores ópticos.
o    Aplicaciones de larga distancia.
o    Circuitos integrados ópticos.
o    Conmutadores fotónicos y moduladores.
o    Variador pasivo de longitud de onda.
o    Filtros y tomas de señales ópticas.

TEMA: DESARROLLO DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES ÓPTICOS.
•    Comparar los sistemas de RF y Microondas con los sistemas ópticos.
•    Describir una reseña histórica de los sistemas de comunicaciones.
•    Describir las características tecnológicas de las cinco primeras generaciones de los sistemas de comunicaciones ópticos.
•    Analizar el funcionamiento de los sistemas de comunicaciones ópticos.

TEMA: FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA FIBRA ÓPTICA.
•    Describir las características físicas del núcleo y del revestimiento de la Fibra Óptica.
•    Analizar las características físicas de la fibra óptica escalonada y gradual.
•    Describir los modelos matemáticos de la óptica geométrica que caracterizan la propagación en la fibra óptica:
o    Reflexión total.
o    Ángulo crítico.
o    Apertura numérica.
•    Describir la dispersión multi-trayectoria y el modelo matemático del tiempo de retraso.
•    Describir el modelo matemático del índice de refracción en el núcleo y en el revestimiento.
•    Describir la respuesta de la dispersión respecto al perfil α de la fibra óptica gradual.
•    Describir las características físicas de funcionamiento de la fibra óptica gradual de plástico.
•    Describir las ecuaciones de Maxwell.
•    Describir el modelo matemático de propagación de onda en la Fibra óptica.
•    Describir la propagación de modos de onda en la fibra óptica.
•    Describir los modelos de frecuencia normada V y de constante de propagación normada b.
•    Interpretar las curvas de modos de propagación b en función de V.
•    Describir las condiciones de propagación de los modos en la fibra óptica.

TEMA: CARACTERÍSTICAS DE PROPAGACIÓN EN LA FIBRA ÓPTICA MONOMODO.
•    Describir la condición de corte de los modos transversales  para la propagación del modo fundamental.
•    Describir el fenómeno de doble refracción.
•    Describir el origen de las fuentes que generan la dispersión en la fibra óptica.
•    Describir el origen de la longitud de onda de dispersión cero en las ventanas de 1.33µm y 1.55 µm.
•    Analizar el fenómeno de dispersión de órdenes superiores y la pendiente de dispersión S.
•    Analizar la dispersión debido al modo de polarización.
•    Analizar los mecanismos de pérdidas en la Fibra Óptica.
•    Analizar los efectos No Lineales.
o    Dispersión de Raman SRS y Brillouin SBS.
o    La automodulación de fase: SPM.
o    La modulación cruzada de fase: XPM.
o    La mezcla de cuatro ondas: FWM.

Comments