FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA EL ECTRÓNICA CARRERA: EN TELECOMUNICACIONES Y REDES TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA II
RESONADORES FABRY-PEROT NOMBRE:
María Alexandra Pilco Andrés Noboa
(245884) (245977)
SEMESTRE:
Séptimo
Telecomunicaciones.
RIOBAMBA ECUADOR
Resonadores Un resonador es cualquier dispositivo o sistema que es capaz de entrar en resonancia o que tiene la capacidad de comportarse de manera resonante, lo cual quiere decir que oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande que a las otras. Los resonadores se utilizan tanto para generar ondas de frecuencias determinadas o para seleccionar frecuencias específicas de una señal. A frecuencias altas, milimétricas y superiores, los resonadores estudiados dejan de ser útiles. Por un lado, las dimensiones necesarias para resonancias en modos de orden bajo son del orden de la longitud de onda haciendo difícil, si no inviable, su construcción; la utilización de modos de mayor Orden, que podría solventar este problema, es imposible ya que el intervalo de frecuencia entre modos disminuye al aumentar el orden, siendo prácticamente imposible la operación del resonador en un modo aislado. Por otro, las pérdidas en los conductores crecen con la frecuencia
/ 2) y, por tanto, el factor de calidad disminuye. En
(
contrapartida, a medida que aumenta la frecuencia es más fácil colimar los campos en zonas determinadas del espacio y resultan más útiles los resonadores abiertos como es el Fabry-perot .
Resonador Fabry-Perot Consiste en un medio de caras planas y paralelas separadas una distancia d,que se comportan como 2 espejos que con sucesivas reflexiones forman una retroalimentación que a ciertas frecuencias, resuena. Este resonador tiene un índice un de refracción , e inmerso en otro medio infinito de índice de refracción . Sobre dicho medio se hace incidir una radiación que forme un ángulo con la normal a las caras, de acuerdo con los conceptos de reflexión y refracción, se creará un conjunto de haces tanto refractados como reflejados, que se muestran en la siguiente figura.
Para valores de retardo de fase periódicos, es decir , se cumple que la intensidad transmitida es igual a la intensidad incidente, sin pérdidas por reflexión; expresión representada por la ecuación:
Del análisis de las trayectorias seguidas por los haces de reflexión y refracción, se llega a obtener la siguiente expresión, representada por la ecuación:
Donde:
Para calcular el factor de calidad seguiremos el camino habitual pero, en lugar de tomar todo el resonador, lo que nos llevaría a un cociente de infinitos, supongamos una porción formada por un paralelepípedo de longitud y cuyas bases de área A están sobre las respectivas placas metálicas. Las energías eléctrica y magnética almacenadas en este paralelepípedo son,
, ya que y , no Donde hemos tomado el elemento de volumen dependen de las coordenadas transversales (x,y). Vemos, como era de esperar, que ambas coinciden. La potencia disipada en el paralelepípedo coincide con la disipada en sus bases, y suponiendo que ambas placas están formadas por el mismo conductor vale
El factor de calidad asociado a la porción de resonador considerada resulta
Donde hemos hecho uso de la relación de resonancia (
= , )
Como se puede ver, el resultado no depende de las dimensiones del paralelepípedo considerado, por lo que es el resultado que se obtendría para todo el resonador.
Su transmisión espectro en función de longitud de onda exhibe los picos de la transmisión grande que corresponden a las resonancias del resonador. En la Fig. B.1 se muestra la representación de It /Ii (Relación entre la intensidad transmitida y la incidente) en función de (Retardo de fase entre dos rayos).
Fig. B.1 Intensidad transmitida en un resonador de Fabry-Perot en función del parámetro Condición de Bragg.- Puede observarse que para valores de que cumplen la condición = 2m , la relación It /Ii adquiere el valor de la unidad, esto implica qu e la intensidad reflejada sea cero. El pico alrededor de los valores máximos es tanto más pronunciado cuando más se aproxima R a la unidad, siendo R , si se designa como r al coeficiente de reflexión.
En la figura B.1 se muestra un conjunto de picos de transmisión, de valor máximo. La separación entre picos sucesivos denominados picos de resonancia de FabryPerot ( FS R ), viene dado por:
Aplicaciones Los
resonadores Fabry-Perot son ampliamente utilizados adentro telecomunicaciones, lasers y espectroscopia al control y también de uso general en microchip y microcavity lasers y lasers del semiconductor.
Las
aplicaciones comunes más importantes son los filtros dicroicos, en el que una serie de capas etalonic se depositan sobre una superficie óptica por deposición de vapor.
Las
redes de telecomunicaciones que emplean multiplexación de longitud de onda división han multiplexores add-drop con los bancos de la miniatura de sílice fundido o afinado etalones diamante. Estos son pequeños cubos iridiscentes de unos 2 mm de lado, montados en pequeños bastidores de alta precisión.
Un
ondámetro óptica es una combinación de hasta cinco Fabry-Perot interferómetros con un factor de diez diferencia entre dos de ellos. El haz se hace divergente de una lente cilíndrica y la distancia entre dos líneas brillantes se registra por medio de una cámara CCD.
Resonadores
láser a menudo se describen como resonadores Fabry-Perot, aunque para muchos tipos de láser de la reflectividad de un esp ejo se acerca al 100%.
Láseres
de diodo semiconductor utilizan a veces un verdadero Fabry-Perot geometría, debido a la dificultad de la capa fin al de las facetas del chip.
En
la detección de ondas gravitacionales, una cavidad de Fabry-Perot se utiliza para almacenar fotones durante casi una milésima de segundo, mientras que suba y baje entre los espejos. Esto aumenta el tiempo de una onda gravitacional puede interactuar con la luz, lo que resulta en una mejor sensibilidad a bajas frecuencias.
EJEMPLO EL LÁSER
Todo sistema de emisión del tipo láser está compuesto básicamente por los elementos representados en la figura:
Un material activo es bombeado mediante un mecanismo externo característico de cada tipo de láser; mediante dicho bombeo el material pasa a situarse en un estado
de excitación. Para salir del mismo se emplea la emisión de radiación óptica a una determinada longitud de onda. Para que dicha emisión pueda llegar a alcanzar las condiciones requeridas para que pueda ser denominada del tipo láser, es precisa la presencia de algún tipo de realimentación óptica. En la mayor parte de los casos, esta realimentación se consigue mediante el empleo de un resonador tipo Fabry-Perot.
onclusiones:
C
En
frecuencias altas y milimétricas y superiores, el resonador Fabry-Perot es muy útil para cuando se quieren transmitir éstas frecuencias. La transmisión de la información se hace cada 2m entre picos máximos de la señal a los cuales se les denomina picos de resonancia. La aplicación más útil de este tipo de resonador es en filtros ya que ayuda a una mejor transmisión de la información.
Bibliografía: http://www.lambdasys.com/product /LEOI-18.htm http://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=resonadores+fabry+perot&s
ource=web&cd=1&ved=0CC0QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.tfo.upm.e s%2Fdocencia%2F2002_03%2FEmisor1.pdf&ei=hrgmT_TcD8P6ggffyOXXD A&usg=AFQjCNGctTmHMDw9OsrHgEeF2xfWxWBEOA http://books.google.com.ec/books?id=RChVaWXDxrUC&pg=PA180&lpg=P A180&dq=resonadores+fabry+perot&source=bl&ots=4IrpeOMgaW&sig=gp _C_LtZ4CxUFlaTt7w52dLEmHw&hl=es&sa=X&ei=hrgmT_TcD8P6ggffyOXX DA&ved=0CFAQ6AEwBQ#v=onepage&q=resonadores%20fabry%20perot &f=false http://www.multilingualarchive.com/ ma/enwiki /es/FabryP%C3%A9rot_interferometer
