Demostración experimental de un separador de bandas fotónico

Abstract

Para disminuir el ruido de la atmósfera se construyen receptores de radio denominados separadores de banda. Su implementación tradicional requiere de componentes analógicos denominados híbridos de cuadratura (dispositivos que reciben dos señales de entrada y las combinan directamente y con una diferencia de fase de 90 º ). Se propuso remplazar uno de estos componentes analógicos por uno óptico y fotónico lo que dará mayor flexibilidad al sistema. En este trabajo se construyó un montaje experimental para demostrar que el dispositivo es aplicable en astronomía. En particular se probó el funcionamiento del híbrido de cuadratura óptico COH24-X de Kylia, junto con los demás elementos del sistema como los fotodiodos DSC20H de Discovery Semiconductors, Inc. Para esto se construyó el montaje del sistema, como cajas y protecciones para los sistemas más delicados, para luego proceder a caracterizar los dispositivos. Se realizó lo posible para disminuir las pérdidas al conectar los distintos elementos, usando dispositivos de fibras ópticas de polarización mantenida (PM o Polarization-maintainingl fiber). En los resultados se encontró que a pesar de las perdida, los equipos trabajan bien. Preliminarmente, la visualización del desfase de las salidas 1 (R+L) y 3 (R+jL) del híbrido al pasar por los fotodiodos en un osciloscopio Agilent 54622A, tenía un offset. Se comprobó que era resultado de los diferentes largos eléctricos, en particular de los cables RF. Se hicieron pruebas con varios equipos, y se desprende que el híbrido tiene una dependencia a la temperatura, pero por su baja tasa en intervalos de tiempo acotados, es posible controlar estos cambios de fase por medio de las entradas de voltaje. Esta idea viene respaldada por las pruebas hechas de tiempo de reacción a los cambios de voltaje. Se descubrió la problemática del ruido en estos procedimientos, para lo cual fueron útiles herramientas como la varianza de Allan. Con ella se caracterizó las naturalezas del ruido, donde para tiempos pequeños (menores 100 segundos), el ruido predominante es blanco, el cual puede ser filtrado. Para tiempos más largos, predominan nuevos y complicados ruidos, que necesitan un análisis más exhaustivo. En conclusión, se ha demostrado que la implementación de un receptor separador de banda lateral basado en métodos fotónicos es posible.