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TitleCURSO OPTOELECTRONICA ING. ALFONSO PEREZ GARCIA.
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Table of Contents
                            PROGRAMA.
CONCEPTOS BASICOS (UNIDAD 1)
Como trabaja la luz.(1.1)
	Formas de pensar acerca de la luz.
¿Que es la luz? (1.3)
	Produciendo un fotón.
	Haciendo colores
	Cuando la luz golpea un objeto
	Arco-iris en las Pompas de Jabón
Como trabaja la visión
	Anatomía Básica
	Percibiendo la luz
	Visión de Color
	Ceguera al color
	Deficiencia de Vitamina A
	Refracción
	Visión Normal
	Errores de refracción
	Astigmatismo
	Percepción profunda
	Ceguera
Unidades de medición (1.4)
Lentes (1.5)
	Introducción
	Propiedades de los lentes
	Imágenes y trazado de rayos
	Recolección de luz
	Aberraciones.
		Aberración cromática.
			Aberración esférica
			Coma
			Astigmatismo
			Minimizando las aberraciones.
Nuevos materiales semiconductores, (1.6)
Características y propiedades.
	Introducción
REFERENCIAS.
	OTRAS REFERENCIAS
	AUTORES Y MAGAZINES.
		EDITORIAL
SENSORES OPTOELECTRONICOS Y TRANSDUCTORES (UNIDAD 2)
¿Que es una celda fotoconductiva? (2.2)
	Figura 1
	Figura 2
	Aplicaciones típicas de celdas fotoconductivas.
		¿Porque usar foto celdas?
Aplicaciones
	Aplicaciones análogas.
	Aplicaciones digitales.
	Seleccionando una foto celda.
		Criterio de rendimiento.
			Sensitividad.
			Respuesta a la longitud de onda.
				Figura 11
			Características de pendiente
			Tolerancia de la resistencia.
			Resistencia de oscuridad.
			Coeficiente de temperatura de la resistencia.
			Velocidad de respuesta.
			Historial de luz.
			Consideraciones de Empaquetamiento, Circuitería y Ambiente.
			Rango de temperatura.
			Disipación de potencia.
				Figura 14
			Voltaje máximo de la celda.
			¿Qué tipo de material es el mejor?
	Curvas características típicas de una foto celda.
		Material tipo 0 a 25 ° C
			Figura 15
			Figura 16 Tiempos de respuesta
		Material tipo 3 a 25 ° C
			Figura 20.
	Notas generales y pruebas de celdas fotoconductivas.
Una iniciación a la tecnología de los fotodiodos. (2.3)
	Construcción del fotodiodo.
	Aproximaciones de Corriente de corto circuito
	Varias fuentes de luz.
	Polaridad del fotodiodo.
	Sensibilidad del fotodiodo.(R)
	Respuesta espectral.
	Linealidad.
	Eficiencia Quantum (Q.E.).
	Efectos de temperatura.
	Potencia Equivalente de Ruido (NEP).
	Tiempo de subida (tr)
	Voltaje inverso máximo (Vr).
	Tiempo de respuesta.
	Circuitos de operación equivalentes.
		Operación fotovoltaica - Rl>>Rd, línea de carga (a).
		Operación de polarización cero - Rl<<Rd, línea de carga (b)
		Operación foto conductiva - línea de carga (c)
	Amplificadores híbridos.
	Capacitancía de la unión.
Teoría y características de los foto transistores.(2.4)
	Introducción.
	Historia.
	Efecto fotoeléctrico en barras de cristal semiconductor.
	Uniones tipo PN
	El foto transistor.
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS ESTATICAS DEL FOTO TRANSISTOR.
	Respuesta espectral.
	Alineación angular.
	Respuesta de temperatura color.
	Coeficiente de temperatura de Ip
	Características de colector.
	Capacitancía.
	Características dinámicas del foto transistor.
		Linealidad.
		Respuesta de frecuencia
		Figura de ruido.
		Parámetros H de pequeña señal.
	Características de conmutación del foto transistor.
		Velocidad de conmutación.
		Voltaje de saturación
	Aplicaciones de los foto transistores.
	Conclusión
	Apéndice I.
	Apendice II definiciones optoelectrónicas.
	Bibliografía y Referencias.
	Referencias.
	Otras Referencias
	Autores Y Magazines
Como trabajan los diodos emisores de luz. (2.6)
	¿Que es un diodo?
	¿Cómo puede un diodo producir luz.?
	Introducción
	Una breve historia de los LEDS
	¿Quién fabrica LEDS?
	El  C.I.E., Lúmenes y Candelas
	¿Qué son los leds?
	Construcción de un display de LEDS Numérico y alfanumérico.(2.8)
	Características eléctricas y ópticas del LED.
	Excitando a los LEDS – excitación estática y multiplexada.
	Expectativa de vida útil del LED.
	Leds azules y blancos.
	Aplicaciones recientes para los LEDS.
		Figura 14. Píxel de racimo de LEDS para tableros exteriores de mensajes
	Aplicaciones Futuras de los LEDS.
	Comparación de Tecnologías de display
		Ventajas
Revolucionando la luz: LEDS, ELDS, y OLEDS.
“PAPEL ELECTRONCO ” Diodos emisores de luz orgánicos.
	Todo esta en la forma en que vemos las cosas:
	¿Que es un diodo emisor de luz orgánico (OLED)?
	Como trabajan:
	Ventajas:
	Desventajas:
	El panorama futuro:
	Resumen.
Una iniciación a la tecnología del OLED.
	Diodos Emisores De Luz Orgánicos (OLED)
Como trabajan los LCD (2.9)
	Cristales líquidos.
	Cristales líquidos Fase Nematica.
	Tipos de cristal líquido.
	Creando un LCD.
	Construyendo tu propio LCD.
	Backlit vs. Reflectivo.
	Sistemas LCD.
	Historia del LCD
	Matriz Pasiva.
	Matriz Activa.
	Color
	Avances en LCD.
REFERENCIAS
OTRAS REFERENCIAS
AUTORES Y MAGAZINES
	About Jeff Tyson
OPTOACOPLADORES (UNIDAD 3)
OPTO ACOPLADORES
	FUNCIONES
	Respuesta espectral del silicio.
	CONSTRUCCIÓN (3.1)
PRINCIPIO DE OPERACIÓN (3.2)
	SALIDA FOTO DIODO.
	SALIDA FOTO TRANSISTOR.
	SALIDA FOTO DARLINGTON.
	SALIDA FOTO SCR.
	OPTO ACOPLADOR DE SLOTT.
		APLICACIONES.
Especificaciones (3.3)
	Descripcion del Producto
	Diagrama del paquete.
	Valores maximos absolutos.
	Consideraciones de Temperatura
	Valores de la seccion de entrada.
	Valores de la seccion de salida.
	Características eléctricas de la entrada.
	Características eléctricas de la salida.
REFERENCIAS.
OTRAS REFERENCIAS.
AUTORES Y MAGAZINES.
CELDAS SOLARES (UNIDAD 4)
Como trabajan las celdas solares.
	Convirtiendo Fotones a Electrones
	El silicio en las celdas solares
	Cuando la luz golpea la celda. (4.2)
	Perdida de energía.
	Terminando la celda. (4.1)
	Alimentando a una casa.
	Obstáculos.
	Baterías (4.3)
REFERENCIAS
OTRAS REFERENCIAS
	Mas ligas importantes!
		North Carolina Solar Center
AUTORES Y MAGAZINES
	Acerca del Autor:
LASER (UNIDAD 5)
Como trabaja el LASER. (5.1)
	Las bases de un átomo.
	Energía de absorción:
	La conexión Láser/Átomo.
	Láser de Rubí.
	Láser de tres niveles. (5.2)
	Tipos de Láser. (5.2)
	Clasificaciones de Láser. (5.2)
Que es un láser y como trabaja. (5.1)
	Una breve introducción a los láser, sus principios y estructura.
		La era láser.
		Características Generales de los Lasers
			Airborne Laser Home Page
		Operación básica de los láser
	Introducción a los láseres en línea
	Características de algunos láser comunes
	Los diodos láseres.
		Calidad del haz.
		Potencia
		Aplicaciones
		Costo
		Comentarios
	Láseres de Helio-Neón (HeNe)
		Longitudes de onda
		Calidad del Haz
		Los mas grandes y los mas pequeños láser
Guía para los aficionados y experimentadores.
¿por qué la gente se involucra con los láser?
	Láser Comercial Versus Construcción de láser  Amateur.
	Comentarios generales sobre el láser como Hobby.
	Base de datos de equipo que contiene láser interesantes.
	GLOSARIO.
		Láser
		Inversión de población.
		Monocromático.
		Coherencia.
		Fase.
		Onda incoherente.
		Holografía.
		Láser de Argón.
	REFERENCIAS.
	OTRAS REFERENCIAS
	AUTORES Y MAGAZINES
SENSORES DE IMAGEN (UNIDAD 6)
Tecnología de CCD, Resumen técnico. (6.1)
	Introducción
	Arquitectura CCD de Kodak.
		Arreglos lineales
		Sensor trilineal.
		Transfer interlínea.
		Cuadro completo.
	Incrementando la respuesta del canal azul.
	Sensores CCD y Captura de imagen.
	Convirtiendo la luz en una carga eléctrica.
	Técnicas de transferencia de carga.
	Otros formatos de archivo.
		Fundamentos.
		El archivo TIFF.
		El archivo PICT.
		El archivo EPS.
		El archivo GIF.
		El archivo JPEG.
		El archivo Photoshop
		El archivo IVUE.
	Un día en la vida de un usuario común de archivos de imagen
	Fundamentos de imágenes digitales.
	La imagen digital.
	Gráficos de vector y rastreados.
	Calidad de la imagen.
	Captura.
Diferencia entre un sensor CCD y uno CMOS (6.2)
	Las siguientes ligas te ayudaran a aprender mas:
Glosario
	REFERENCIAS.
		Mayor información sobre formatos Gráficos
FIBRAS OPTICAS (UNIDAD 7)
Como trabajan las fibras ópticas.
	¿Qué son las fibras ópticas?
	¿Cómo transmite luz una fibra óptica?
Diagrama de reflexión total interna en una fibra óptica.
	Un sistema de relevo de fibra óptica.
	Transmisor.
	Regenerador óptico.
	Receptor óptico.
	Ventajas de la fibra óptica.
	¿Cómo se hacen las fibras ópticas?
	Haciendo el blank preformado.
	Dibujando las fibras desde el blank preformado.
	Probando la fibra óptica terminada.
	Física de la reflexión interna total.
	Bibliografía y Referencias.
	REFERENCIAS.
	OTRAS REFERENCIAS
	Artículos relativos de “HowStuffWorks”.
		Mas ligas interesantes.
		Corning Optical Fiber
	Reflexión interna total.
	AUTORES Y MAGAZINES
                        
Document Text Contents
Page 1

OPTOELECTRONICA.




CURSO
OPTOELECTRONICA

ING. ALFONSO PEREZ GARCIA.






INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SAN LUSI POTOSÍ ING. ALFONSO PEREZ GARCIA.

Page 2

Página 2 de 238 INDICE OPTOELECTRONICA.


PROGRAMA. .............................................................................................10
CONCEPTOS BASICOS (UNIDAD 1) .........................................................12
Como trabaja la luz.(1.1).........................................................................13

Formas de pensar acerca de la luz. ......................................................13
¿Que es la luz? (1.3) ................................................................................14

Produciendo un fotón. ..........................................................................15
Haciendo colores ..................................................................................17
Cuando la luz golpea un objeto ............................................................19
Arco-iris en las Pompas de Jabón.........................................................22

Como trabaja la visión .............................................................................23
Anatomía Básica ...................................................................................23
Percibiendo la luz .................................................................................26
Visión de Color......................................................................................28
Ceguera al color....................................................................................29
Deficiencia de Vitamina A.....................................................................29
Refracción ............................................................................................29
Visión Normal .......................................................................................30
Errores de refracción ............................................................................31
Astigmatismo........................................................................................32
Percepción profunda ............................................................................32
Ceguera ................................................................................................33

Unidades de medición (1.4).....................................................................34
Lentes (1.5) .............................................................................................38

Introducción.........................................................................................38
Propiedades de los lentes.....................................................................38
Imágenes y trazado de rayos ...............................................................39
Recolección de luz ................................................................................39
Aberraciones.........................................................................................40

Aberración cromática........................................................................................40
Aberración esférica ...........................................................................................40
Coma.................................................................................................................40
Astigmatismo....................................................................................................40
Minimizando las aberraciones. .........................................................................40

Nuevos materiales semiconductores, (1.6) .............................................41
Características y propiedades..................................................................41

Introducción.........................................................................................41
REFERENCIAS. .........................................................................................43

OTRAS REFERENCIAS...........................................................................44
AUTORES Y MAGAZINES.......................................................................44

SENSORES OPTOELECTRONICOS Y TRANSDUCTORES (UNIDAD 2)........45

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Intensidad de luz radiante (todas las longitudes de onda) se mide en Lúmenes. El Lumen esta
definido de forma que se producen 683 lúmenes de luz por 1 watt de radiación monocromática a
una longitud de onda de 555 nM. La intensidad luminosa, se mide en Candelas (cd), y resulta de la
aplicación de la respuesta de color de CIE al flujo radiante y proporciona la medición de la porción
visible de una fuente de luz. La intensidad de display por lo tanto esta descrita en cd y mcd para
indicar la salida de luz útil para el observador.

¿Qué son los leds?

Un diodo emisor de luz (LED) es un diodo de unión PN de semiconductores que emite fotones
cuando se polariza directamente. El efecto de emitir luz es llamado inyección de
electroluminiscencia, y sucede cuando los portadores de un lado sé recombinan con los del lado
opuesto en la banda del diodo. La longitud de onda de la luz emitida varia primeramente debido al
material semiconductor usado, dado que la banda prohibida varia con el semiconductor. No todos
los portadores minoritarios inyectados sé recombinan de manera radiativa aun en un cristal
perfecto; la recombinación no radiativa ocurre en defectos y dislocaciones en el semiconductor
que pueden dar lugar a grandes variaciones en las emisiones útiles en diodos aparentemente
idénticos. Esto en la practica significa que los lotes fabricados de LEDS se ordenan y gradúan para
emparejar su intensidad.

Los leds están procesados en “wafers” de manera similar a los circuitos integrados de silicio, y
separados en dados. El tamaño de la pastilla para los leds de señal visible generalmente está en el
rango de 0.18 mm cuadrados a 0.36 mm cuadrados (figura 3). Los leds infrarrojos (Ir leds)
pueden ser más grandes para manejar picos de potencia, y los leds para iluminación son más
grandes aun.

















Figura 3. Dado Típico de un led de GaP.


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El producto LED empacado más simple es la lámpara o indicador. La estructura básica de un led
indicador consiste de un dado, una estructura de puntas conductoras donde se ubica actualmente
el dado y el encapsulado epoxico que rodea y protege al dado, y también dispersa la luz (figura
4). El dado está pegado con un epoxico conductivo dentro de un receso en una mitad de la
estructura de puntas conductoras, llamado yunque debido a su forma. El receso en el yunque esta
formado para lanzar la radiación de luz hacia delante. El contacto superior del dado esta pegado
con un alambre hacia la otra terminal de la estructura de puntas conductoras, el poste.




























Figura 4. Típico LED indicador y corte de su construcción.

La construcción mecánica de la lámpara LED determina la dispersión del patrón de radiación de
luz. Un patrón de radiación estrecho (figura 5) aparecerá muy brillante cuando se ve desde el eje,
pero el ángulo de visión no será muy amplio. El mismo dado podría ser montado para proporcionar
un ángulo de visión más amplio, pero la intensidad a lo largo del eje será menor. Este compromiso
es inherente en todas las lámparas indicadoras, y se puede ver fácilmente. Los leds de alta
brillantez con 15° o 30° de ángulo de visión son una buena opción para un panel de información
que está directamente en frente del operador, pero un indicador de dirección o tablero automotriz
puede requerir de ángulos tan grandes como 120°.


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OPTOELECTRONICA. UNIDAD VII Página 237 de 238


En una fibra óptica, la luz viaja a través del núcleo (m1, índice de refracción alto) por medio de
una reflexión constante desde la camisa o cubierta (cladding, m2 índice de refracción bajo)
debido a que el ángulo de la luz siempre mayor que el ángulo critico. La luz se refleja desde la
camisa sin importar que ángulo tenga la fibra por si misma, aun si esta se dobla en un circulo
completo.
Dado que la camisa (cladding) no absorbe ninguna luz del núcleo, la onda de luz puede viajar
grandes distancias. Sin embargo algo de la luz se degrada dentro de la fibra, principalmente por
impurezas en el vidrio. La extensión en que la señal se degrade depende de la pureza del vidrio
y de la longitud de onda que será transmitida (por ejemplo para 850 nM de un 60 a un 75 %
por kilómetro; para 1300 nM de un 50 a un 60 %/Km; para 1550 nM es mayor al
50%/Km). Algunas fibras ópticas Premium muestran degradaciones mucho menores en la señal
– menos del 10 %/Km a 1550 nM.

Para mayor información sobre fibras ópticas y tópicos relacionados, cheque las
referencias

Bibliografía y Referencias.

REFERENCIAS.

http://www.corningfiber.com/
http://www.fibercore.com

OTRAS REFERENCIAS

Artículos relativos de “HowStuffWorks”.

How Light Works
How Lasers Work
How Cable Television Works
How Ethernet Works
How Routers Work
How Telephones Work
How Web Servers Work

Mas ligas interesantes.

Corning Optical Fiber http://www.corningfiber.com/
Communications Specialties: Introduction to Fiber
Optics

http://www.commspecial.com/fiberguide.htm

StarTech.com: What are Fiber Optics? http://www.startech.com/fiberoptics/
Fiberoptics Online http://www.fiberopticsonline.com/content/homepage/
Fiberoptic Product News Online http://www.fpnmag.com/scripts/
Schott Fiber Optics: Introduction to fiber optic
imaging

http://www.us.schott.com/fiberoptics/english/products/healt
hcare/imagingfiberoptics/index.html

Fibercore: Virtual Facilities Tour http://www.fibercore.com/tour_index.php

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Página 238 de 238 UNIDAD VII OPTOELECTRONICA.


Reflexión interna total.

What is Total Internal Reflection (TIR) http://www.cvu.strath.ac.uk/courseware/msc/jbag

got/totalIR/totalIR.html

http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/Class/
refrn/u14l3b.html

The Physics Classroom: Total Internal Reflection

Refraction: Total internal reflection http://www.qesn.meq.gouv.qc.ca/mst/sapco/opticks/Chapter
3/7_refltotint4.html


AUTORES Y MAGAZINES

Craig C. Freudenrich, Ph.D. “How Fiber Optics Works”



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