Diseño y desarrollo experimental de un sistema de detección optico coherente homodino psk
Date
2000
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
La presente investigación aborda el diseño, construcción y validación experimental de un sistema de detección óptica coherente homodina bajo modulación por desplazamiento de fase (PSK), contextualizado en la evolución de las telecomunicaciones sobre fibra óptica frente a los esquemas convencionales de detección directa. Al sintonizar la frecuencia del oscilador local a la misma frecuencia de la señal portadora transmitida, el esquema homodino proporciona una sensibilidad de detección cuasi-ideal y una alta selectividad espectral, lo que permite mitigar las pérdidas de inserción y maximizar la distancia de separación entre repetidores y amplificadores en enlaces ópticos de gran alcance.
En el plano de la instrumentación optoelectrónica, el sistema divide el haz proveniente de una fuente láser en dos ramas: el haz portador que se acopla a un modulador piezoeléctrico cilíndrico con fibra óptica enrollada para inducir las variaciones de fase (PSK), y el haz de referencia correspondiente al oscilador local. Ambas señales inciden sobre un cubo divisor no polarizado para mezclarse e interferir sobre un fotodetector de silicio, el cual traduce las fluctuaciones de potencia óptica a corriente eléctrica mediante efecto fotoeléctrico. La señal demodulada se procesa en el dominio eléctrico a través de una etapa en cascada compuesta por un preamplificador, un filtro pasa-bajas para la discriminación y recuperación del mensaje en banda base, y una etapa de amplificación final para su diagnóstico y visualización en osciloscopio.
A lo largo de sus tres capítulos constitutivos, la obra estructura una ruta metodológica integral desarrollada en el laboratorio de optoelectrónica: comienza con los fundamentos físicos de la emisión, coherencia óptica espacial y temporal, interferometría y caracterización de fotodetectores de semiconductor; profundiza en la teoría de la demodulación homodina y heterodina junto al diseño de los circuitos electrónicos asociados; y culmina con la integración por bloques del receptor PSK, evaluando cuantitativamente los parámetros que determinan la eficiencia del sistema y sus resultados experimentales. Con ello, el resumen y la introducción fundamentan una solución técnica robusta para la implementación de receptores ópticos coherentes de alta sensibilidad.