Jul.11

2) [2 p] Explica de forma breve, precisa y convincente:
a) Por qué, para un bombeo dado, superior al de transparencia, la ganancia en un semiconductor es
mayor en oscuridad que en presencia de luz (i.e.: por qué 0 >).
b) Por qué para IF >Ith y condiciones estacionarias, la inversión de población n de un LD en
condiciones estacionarias no depende de IF. (Ith = corriente umbral. IF = corriente de bombeo)..
c) Por qué para el rango sub-umbral un buen LD se comporta como un LED muy malo.
d) Por qué la frecuencia de corte (f-3dB) de los LDs aumenta al aumentar IF (con IF > Ith).
3) [3 p] Variación de la potencia de emisión de un LD al variar la temperatura para IF= constante.
Sea un LD que para IF = 32 mA y T = 25 ºC emite una potencia óptica de 5 mW.
Se sabe además que para este LD To=120 K, d(25ºC)=0.80 mW/mA y TC ≡ (dd/dT)/d = −1.2 %/ºC .
Se puede suponer que Popt(IF) es lineal para IF > Ith.
Fijamos la corriente en IF = 32 mA y cambiamos la temperatura.
a) Calcula la potencia que emitirá para T = 40 ºC (con IF = 32 mA).
Indica brevemente cómo lo calculas y señala los valores de los parámetros intermedios que obtengas.
b) Calcula en qué rango de temperatura estará en condición sub-umbral (para IF = 32 mA).
Queremos ahora evaluar analíticamente la variación relativa de Popt con la temperatura para IF =
constante. Para ello definimos: TCP ≡ (∂Popt /∂T)/Popt para IF = constante
c) Deduce una expresión analítica para TCP en función de TC, To y IF/Ith (y nada más).
d) Calcula el valor de TCP: (i) para IF = 32 mA y T = 25 ºC y (ii) para IF = 32 mA y T = 40 ºC.
4) [2p] El 1915 LMM de AVANEX es un emisor diseñado para comunicación óptica en 3ª ventana a 10
Gb/s y consiste en un láser DFB con un modulador de electroabsorción integrado monolíticamente.
a) Dibuja el diagrama de capas del láser de la hoja adjunta, indicando su composición, su misióny su
dopado y completa la figura de Eg(z).
b) Dibuja cualitativamente para este láser la dependencia de la corriente umbral y de la energía de
emisión frente a la temperatura (Ith(T) y hνLD(T)) de modo que sea autoexplicativo. (Puedes
introducir por ejemplo como referencia la Eg(T) y/o Egef(T) de la zona activa del láser).
c) Explica el principio de funcionamiento del modulador de electroabsorción. Para ello:
 Dibuja el diagrama de energías del pozo cuántico tanto para campo eléctrico nulo como para
campo eléctrico grande indicando la Eg y la Egef, del pozo cuántico del modulador así como hνLD.
 Dibuja dos espectros de absorción α(hν) en los que aparezcan claramente Eg, Egef, hνLD (de modo
que se vea bien qué cambia y qué no cambia), uno de ellos para campo eléctrico pequeño y otro
para campo eléctrico grande (indicando cuál es cada uno).
d) (i) Enumera las ventajas de la modulación mediante modulador de electroabsorción frente a la
modulación directa del láser. (ii) Indica también: cuál o cuáles de los terminales de la figura llevará la
modulación de 10 Gb/s, cuál será el signo de la polarización del terminal K, cuál será la misión del
TEC y cuál será la misión del termistor.
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