Съвременната наука се развива активно най-многоразлични посоки, опитвайки се да обхване всички възможни потенциално полезни области на дейност. Сред всичко това трябва да се подчертаят оптоелектронните устройства, които се използват както в процеса на предаване на данни, така и при тяхното съхранение или обработка. Те се използват почти навсякъде, където се използва повече или по-малко сложна техника.
Какво е това?
Под оптоелектронни устройства, които същоизвестни като оптрони, те означават специални полупроводникови устройства, способни да изпращат и приемат лъчение. Тези структурни елементи се наричат фотодетектор и излъчвател на светлина. Те могат да имат различни възможности за комуникация помежду си. Принципът на действие на такива продукти се основава на превръщането на електричеството в светлина, както и на обратната страна на тази реакция. В резултат на това едното устройство може да изпрати определен сигнал, докато другото го получава и „дешифрира“. Оптоелектронните устройства се използват в:
- комуникационни единици оборудване;
- входни вериги на измервателни устройства;
- схеми за високо напрежение и силен ток;
- мощни тиристори и триаци;
- релейни устройства и така нататък.
Всички такива продукти могат да бъдат класифицирани в няколко основни групи в зависимост от отделните им компоненти, дизайн или други фактори. Повече за това по-долу.
Излъчвател
Оптоелектронните устройства и устройства са оборудвани със системи за предаване на сигнала. Те се наричат емитери и в зависимост от вида продуктите се разделят, както следва:
- Лазер и светодиоди. Такива елементи са сред най-универсалните.Те се характеризират с висока степен на ефективност, много тесен спектър на лъча (този параметър е известен още като квазихроматичност), доста широк обхват на действие, поддържане на ясна посока на излъчване и много висока скорост на работа. Устройствата с такива излъчватели работят много дълго и изключително надеждно, различават се по малките си размери и се показват добре в областта на микроелектронните модели.
- Електролуминесцентни клетки. Такъв структурен елемент всъщност не показванастройка за високо качество на преобразуване и не работи твърде дълго. В същото време устройствата са много трудни за управление. Те обаче са най-подходящи за фоторезистори и могат да се използват за създаване на многоелементни, многофункционални структури. Въпреки това, поради техните недостатъци, сега излъчватели от този тип се използват доста рядко, само когато наистина не могат да бъдат освободени.
- Неонови лампи. Светлинната мощност на тези модели е относително ниска и те също не издържат добре на повреди и не издържат дълго. Те са големи по размер. Те се използват изключително рядко, при определени видове устройства.
- Лампи с нажежаема жичка. Такива излъчватели се използват само в резисторно оборудване и никъде другаде.
В резултат на това LED и лазерните модели са оптимални за почти всички области на дейност и само в някои области, където е невъзможно да се направи друго, се използват други опции.
Фотодетектор
Оптоелектронните устройства също се класифицират според вида на тази част от конструкцията. Като приемащ елемент могат да се използват различни видове продукти.
- Фото тиристори, транзистори и диоди. Всички те принадлежат към универсални устройства,може да работи с преход от отворен тип. Най-често дизайнът се основава на силиций и поради това продуктите получават доста широк диапазон на чувствителност.
- Фоторезистори. Това е единствената алтернатива, основнатапредимството на което е промяната на свойствата по много сложен начин. Това помага да се приложат всякакви математически модели. За съжаление именно фоторезисторите са инерционни, което значително стеснява обхвата на тяхното приложение.
Приемането на лъча е един от най-основните елементивсяко такова устройство. Едва след като може да бъде получена, започва по-нататъшна обработка и ще бъде невъзможно, ако качеството на връзката не е достатъчно високо. В резултат на това голямо внимание се отделя на конструкцията на фотодетектора.
Оптичен канал
Дизайнерските характеристики на продуктите могат да бъдат добрипокажете използваната система за нотация за фотоелектронни и оптоелектронни устройства. Това се отнася и за канала за предаване на данни. Има три основни опции:
- Удължен канал. Фотодетекторът в този модел е достатъчно отдалеченсериозно разстояние от оптичния канал, образуващо специален световод. Именно тази опция за проектиране се използва активно в компютърните мрежи за активно предаване на данни.
- Затворен канал. Този тип конструкция използва специалназащита. Той перфектно предпазва канала от външни влияния. Използват се модели за галванична изолационна система. Това е доста нова и обещаваща технология, която в момента непрекъснато се подобрява и постепенно замества електромагнитните релета.
- Отваряне на канал. Този дизайн предполага наличието на въздушна междина между фотодетектора и излъчвателя. Моделите се използват в диагностични системи или различни сензори.
Спектрален обхват
По отношение на този показател всички видове оптоелектронни устройства могат да бъдат разделени на два вида:
- Близо разстояние. Дължината на вълната в този случай варира от 0,8-1,2 микрона. Най-често такава система се използва в устройства, използващи отворен канал.
- Далечен диапазон. Тук дължината на вълната вече е 0,4-0,75 микрона. Използва се в повечето видове други продукти от този тип.
дизайн
Според този индикатор оптоелектронните устройства се разделят на три групи:
- Специален. Това включва устройства, оборудвани с множество излъчватели и фотодетектори, сензори за присъствие, позиция, дим и т.н.
- Неразделна. В такива модели допълнително се използват специални логически схеми, компаратори, усилватели и други устройства. Освен всичко друго, техните изходи и входове са галванично изолирани.
- Елементарно. Това е най-простата версия на продуктите, в коитоприемникът и излъчвателят присъстват само в един екземпляр. Те могат да бъдат както тиристорни, така и транзисторни, диодни, резистивни и като цяло всякакви други.
И трите групи могат да се използват в устройстватаили всеки поотделно. Структурните елементи играят съществена роля и пряко влияят върху функционалността на продукта. В същото време, сложното оборудване може да използва най-простите, елементарни разновидности, ако е подходящо. Но и обратното е вярно.
Оптоелектронни устройства и техните приложения
От гледна точка на използването на устройството, всички те могат да бъдат разделени на 4 категории:
- Интегрални схеми. Те се използват в голямо разнообразие от устройства.Принципът се използва между различни структурни елементи, като се използват отделни части, които са изолирани една от друга. Това предотвратява взаимодействието на компонентите по друг начин, различен от този, предоставен от разработчика.
- Изолация. В този случай се използват специални двойки оптични резистори, техните диодни, тиристорни или транзисторни версии и т.н.
- Трансформация. Това е един от най-честите случаи на употреба. В него токът се трансформира в светлина и се прилага по този начин. Прост пример са всички видове лампи.
- Обратна трансформация. Това вече е напълно противоположен вариант, при който светлината се трансформира в ток. Използва се за създаване на всички видове приемници.
Всъщност е трудно да си представим практическивсяко устройство, което работи на електричество и липсва някакъв вид оптоелектронни компоненти. Те могат да бъдат представени в малък брой, но все пак ще присъстват.
резултати
Всички оптоелектронни устройства, тиристори, диоди,полупроводниковите устройства са структурни елементи от различни видове оборудване. Те позволяват на човек да получава светлина, да предава информация, да я обработва или дори да я съхранява.