FOP: CONTENIDOS A EVALUAR EN EL PARCIAL 1:

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TEMA:  DEDUCCIONES GENERALES DE LAS ECUACIONES DE MAXWELL SOBRE LA PROPAGACIÓN DE ONDAS EN LA FIBRA ÓPTICA.
    • Determinación de la Apertura Numérica.
    • La diferencia del coeficiente de reflexión normalizado.
    • Descripción de la propagación de onda óptica.
    • Las ecuaciones de Maxwell.
    • Las ecuaciones materiales
    • La Velocidad de la Luz.
    • La impedancia de onda del vacío.
    • Aplicación de aproximaciones en la Fibra Óptica.
    • Determinación de la ecuación de onda
    • El Tensor de susceptibilidad del medio no homegéneo.
    • La susceptibilidad en el medio homogéneo.
    • El coeficiente de refracción del medio homogéneo.
    • La constante dieléctrica relativa generalizada.
    • La constante dieléctrica relativa en el medio libre de pérdidas.
    • La ecuación de onda lineal.
    • El coeficiente de refracción del medio no lineal.
    • Solución de la ecuación de ondas con el artificio del producto.
    • Solución en el tiempo.
    • Solución en la dirección de propagación.
    • Solución en el plano transversal.
    • Condiciones para la solución en el Núcleo y en el Revestimiento.
    • Prueba de la condición del Vector de Onda en el Núcleo y Revestimiento.
    • Determinación de la Frecuencia normalizada "V".
    • Solución de la ecuación de onda para la Fibra öptica escalonada.
    • Determinación de la relación de valores Eigen.

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 multitrayectoria y el modelo matemático del tiempo de retraso.

TEMA: LA FIBRA ÓPTICA GRADUAL.
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.

TEMA: PROPAGACIÓN DE ONDAS Y MODOS EN LA FIBRA ÓPTICA.
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.

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: EL AMPLIFICADOR ÓPTICO.
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.
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.
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.
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.


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