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Os lasers são os dispositivos principais dos transceptores ópticos , que injetam corrente em materiais semicondutores e emitem luz laser através das oscilações e ganhos de fótons no ressonador. Atualmente, os lasers mais comuns são os VCSEL, FP e DFB. A diferença entre eles reside nos materiais semicondutores e nas estruturas dos ressonadores. Os lasers DFB são mais caros que os lasers FP. Módulos ópticos com distância de transmissão de até 40 km geralmente utilizam lasers VCSEL ou FP; para distâncias de transmissão iguais ou superiores a 40 km, geralmente utilizam lasers DFB. Você conhece todos os tipos de lasers utilizados em transceptores? Vamos aprender mais sobre isso.
Laser LED
Diodo emissor de luz, também conhecido como LED. Feito de um composto contendo gálio (Ga), arsênio (As), fósforo (P) e nitrogênio (N). A luz visível é emitida quando elétrons se recombinam com lacunas, sendo assim utilizado na fabricação de diodos emissores de luz. Em circuitos e equipamentos, serve como fonte de luz, ou para exibir texto ou dados digitais. Diodo de arseneto de gálio (vermelho), diodo de fosfeto de gálio (verde), diodo de carbeto de silício (amarelo), diodo de nitreto de gálio (azul). Devido à natureza química dos diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs) e dos diodos emissores de luz inorgânicos (LEDs), existem diferentes cores.
Para sistemas de comunicação por fibra óptica, os LEDs são a melhor fonte de luz quando se utiliza fibra multimodo e a taxa de bits é inferior a 100-200 Mb/s, exigindo apenas uma potência óptica de entrada de dezenas de microwatts. Comparados aos lasers semicondutores, os LEDs não necessitam de circuitos de estabilização térmica e de luz, o que resulta em um circuito de acionamento relativamente simples e baixo custo de produção. No entanto, os LEDs emitem luz em linhas espectrais de alta intensidade, mas possuem baixa diretividade e velocidade de resposta lenta, sendo, portanto, indicados apenas para sistemas de comunicação de baixa velocidade. O laser de LED é comumente utilizado em transceptores multimodo 1×9 de 155 MHz.
Laser VCSEL
O laser VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) é um tipo de laser semicondutor cujo feixe é perpendicular à superfície superior. É composto por um chip separado, geralmente cortado por uma fenda, e difere dos lasers convencionais de emissão lateral. Os VCSELs normalmente utilizam comprimentos de onda de 850 nm para transmissão de curto alcance de Gigabit Ethernet em fibra multimodo 10GbE SR.
O laser VCSEL apresenta muitas vantagens sobre os lasers de emissão lateral no processo de produção. Os lasers de emissão lateral não podem ser testados após a produção. Se um laser de emissão lateral não funcionar, haverá desperdício de tempo de processamento e de material, seja por mau contato ou crescimento inadequado do material. No entanto, o VCSEL permite testar sua qualidade e solucionar problemas em qualquer processo de fabricação. Por exemplo, se os caminhos entre os dielétricos não estiverem completamente e perfeitamente conectados, se a camada metálica superior não estiver em contato com a camada metálica de teste durante o teste pré-embalado, o resultado do teste estará incorreto. Além disso, como a luz laser emitida pelo VCSEL é perpendicular à zona de reação, ao contrário da luz laser de emissão lateral emitida paralelamente à zona de reação, dezenas de milhares de VCSELs podem ser processados simultaneamente em um chip de arseneto de gálio de três polegadas. Ademais, embora os VCSELs exijam mais mão de obra e material mais refinado no processo de fabricação, os resultados de produção podem ser controlados com maior previsibilidade.
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