Nykytiede kehittyy aktiivisesti eniteneri suuntiin yrittäen kattaa kaikki mahdolliset mahdollisesti hyödylliset toiminta-alueet. Kaiken tämän joukossa on tarpeen korostaa optoelektronisia laitteita, joita käytetään sekä tiedonsiirtoprosessissa että niiden tallentamisessa tai käsittelyssä. Niitä käytetään melkein kaikkialla, missä käytetään enemmän tai vähemmän monimutkaista tekniikkaa.
Mikä se on?
Optoelektronisten laitteiden alla, jotka myösOptoerottimet, jotka tunnetaan nimellä optoerottimet, tarkoittavat erityisiä puolijohdetyyppisiä laitteita, jotka pystyvät lähettämään ja vastaanottamaan säteilyä. Näitä rakenneosia kutsutaan valodetektoriksi ja valosäteilijäksi. Heillä voi olla erilaisia vaihtoehtoja kommunikoida keskenään. Tällaisten tuotteiden toimintaperiaate perustuu sähkön muuntamiseen valoksi sekä tämän reaktion käänteiseen. Tämän seurauksena yksi laite voi lähettää tietyn signaalin, kun taas toinen vastaanottaa ja "purkaa" sen. Optoelektronisia laitteita käytetään:
- laitteiden viestintäyksiköt;
- mittauslaitteiden tulopiirit;
- suurjännite- ja suurvirtapiirit;
- tehokkaat tyristorit ja triacit;
- relelaitteet ja niin edelleen.
Kaikki tällaiset tuotteet voidaan luokitella useisiin perusryhmiin yksittäisten komponenttien, suunnittelun tai muiden tekijöiden mukaan. Tästä lisää alla.
Emitter
Optoelektroniset laitteet ja laitteet on varustettu signaalinsiirtojärjestelmillä. Niitä kutsutaan säteilijöiksi, ja tyypistä riippuen tuotteet jaetaan seuraavasti:
- Laser ja LEDit. Tällaiset elementit ovat monipuolisimpia.Niille on ominaista korkea hyötysuhde, erittäin kapea sädespektri (tämä parametri tunnetaan myös kvasikromaattiseksi), melko laaja toiminta-alue, selkeä säteilysuunnan ylläpitäminen ja erittäin suuri toimintanopeus. Tällaisilla emittereillä varustetut laitteet toimivat erittäin pitkään ja erittäin luotettavasti, eroavat pienestä koostaan ja näyttävät itsensä erinomaisesti mikroelektroniikkamallien alalla.
- Elektroluminoivat solut. Tällainen rakenteellinen elementti ei todellakaan näykorkea muunnoslaatuasetus ja se ei toimi liian kauan. Samalla laitteita on erittäin vaikea hallita. Ne sopivat kuitenkin parhaiten valovastuksille ja niitä voidaan käyttää monielementtisten monitoimirakenteiden luomiseen. Kuitenkin puutteidensa vuoksi tämän tyyppisiä emittereitä käytetään melko harvoin, vain silloin, kun niistä ei todellakaan voida luopua.
- Neon lamput. Näiden mallien valoteho on suhteellisen alhainen, eivätkä ne myöskään kestä hyvin vaurioita eivätkä kestä kauan. Ne ovat kooltaan suuria. Niitä käytetään erittäin harvoin tietyntyyppisissä laitteissa.
- Hehkulamput. Tällaisia emittereitä käytetään vain vastuslaitteissa eikä missään muualla.
Tämän seurauksena LED- ja lasermallit ovat optimaalisia lähes kaikille toiminta-alueille, ja vain joillakin alueilla, joilla ei ole mahdollista tehdä toisin, käytetään muita vaihtoehtoja.
Valoilmaisin
Optoelektronisten laitteiden luokitus tehdään myös tämän rakenteen osan tyypin mukaan. Vastaanottavana elementtinä voidaan käyttää erityyppisiä tuotteita.
- Valokuvatyristorit, -transistorit ja -diodit. Ne kaikki kuuluvat universaaleihin laitteisiin,pystyy työskentelemään avoimen tyyppisen siirtymän kanssa. Useimmiten suunnittelu perustuu piihin ja tämän vuoksi tuotteet saavat melko laajan herkkyysalueen.
- Valovastukset. Tämä on ainoa vaihtoehto, tärkeinjonka etuna on ominaisuuksien muuttaminen hyvin monimutkaisella tavalla. Tämä auttaa toteuttamaan kaikenlaisia matemaattisia malleja. Valitettavasti valovastukset ovat inertiaalisia, mikä rajoittaa merkittävästi niiden käyttöaluetta.
Säteen vastaanotto on yksi peruselementeistäjokin tällainen laite. Vasta sen jälkeen, kun se on vastaanotettu, jatkokäsittely alkaa, ja se on mahdotonta, jos yhteyden laatu ei ole tarpeeksi korkea. Tämän seurauksena valotunnistimen suunnitteluun kiinnitetään suurta huomiota.
Optinen kanava
Tuotteiden suunnitteluominaisuudet voivat olla hyviänäytä käytetty merkintäjärjestelmä valoelektronisille ja optoelektronisille laitteille. Tämä koskee myös tiedonsiirtokanavaa. Päävaihtoehtoja on kolme:
- Pitkänomainen kanava. Tällaisen mallin valoilmaisin on riittävän etäinenvakava etäisyys optisesta kanavasta muodostaen erityisen valonohjaimen. Juuri tätä suunnitteluvaihtoehtoa käytetään aktiivisesti tietokoneverkoissa aktiiviseen tiedonsiirtoon.
- Suljettu kanava. Tämän tyyppisessä rakenteessa käytetään erityistäsuojaa. Se suojaa kanavaa täydellisesti ulkoisilta vaikutuksilta. Käytetään galvaanisen eristysjärjestelmän malleja. Tämä on melko uusi ja lupaava tekniikka, jota parannetaan nyt jatkuvasti ja se korvaa vähitellen sähkömagneettisia releitä.
- Avaa kanava. Tämä rakenne tarkoittaa, että valoilmaisimen ja emitterin välillä on ilmarako. Malleja käytetään diagnostisissa järjestelmissä tai erilaisissa antureissa.
Spektrialue
Tämän indikaattorin suhteen kaikentyyppiset optoelektroniset laitteet voidaan jakaa kahteen tyyppiin:
- Lähellä kantamaa. Aallonpituus on tässä tapauksessa 0,8-1,2 mikronia. Useimmiten tällaista järjestelmää käytetään laitteissa, joissa on avoin kanava.
- Kaukana. Täällä aallonpituus on jo 0,4-0,75 mikronia. Sitä käytetään useimmissa muissa tämän tyyppisissä tuotteissa.
suunnittelu
Tämän indikaattorin mukaan optoelektroniset laitteet jaetaan kolmeen ryhmään:
- Special. Tämä sisältää laitteet, jotka on varustettu useilla emittereillä ja valoilmaisimilla, läsnäolo-, sijainti-, savu- ja niin edelleen antureilla.
- Integraali. Tällaisissa malleissa käytetään lisäksi erityisiä logiikkapiirejä, komparaattoreita, vahvistimia ja muita laitteita. Muun muassa niiden lähdöt ja tulot on galvaanisesti eristetty.
- Perus. Tämä on yksinkertaisin versio tuotteista, joissavastaanotin ja lähetin ovat vain yhdessä kopiossa. Ne voivat olla sekä tyristori- että transistoreja, diodeja, resistiivisiä ja yleensä mitä tahansa muita.
Kaikkia kolmea ryhmää voidaan käyttää laitteissatai jokainen erikseen. Rakenneelementeillä on olennainen rooli ja ne vaikuttavat suoraan tuotteen toimivuuteen. Samaan aikaan kehittyneissä laitteissa voidaan tarvittaessa käyttää yksinkertaisimpia, alkeellisia lajikkeita. Mutta myös päinvastoin on totta.
Optoelektroniset laitteet ja niiden sovellukset
Laitteiden käytön kannalta ne voidaan jakaa 4 luokkaan:
- Integroidut piirit. Niitä käytetään monenlaisissa laitteissa.Periaatetta käytetään eri rakenneosien välillä käyttämällä erillisiä, toisistaan eristettyjä osia. Tämä estää komponentteja vuorovaikuttamasta millään muulla tavalla kuin kehittäjän tarjoamalla tavalla.
- Eristys. Tässä tapauksessa käytetään erityisiä optisia vastuspareja, niiden diodi-, tyristori- tai transistoriversioita ja niin edelleen.
- Muutos. Tämä on yksi yleisimmistä käyttötapauksista. Siinä virta muunnetaan valoksi ja sitä sovelletaan tällä tavalla. Yksinkertainen esimerkki on kaikenlaiset lamput.
- Käänteinen muunnos. Tämä on jo täysin päinvastainen vaihtoehto, jossa valo muuttuu virraksi. Käytetään kaikenlaisten vastaanottimien luomiseen.
Itse asiassa sitä on vaikea kuvitella käytännössämikä tahansa laite, joka toimii sähköllä ja josta puuttuu jonkinlaisia optoelektronisia komponentteja. Niitä voidaan esittää pieninä määrinä, mutta ne ovat silti läsnä.
tulokset
Kaikki optoelektroniset laitteet, tyristorit, diodit,puolijohdelaitteet ovat erityyppisten laitteiden rakenneosia. Niiden avulla ihminen voi vastaanottaa valoa, välittää tietoa, käsitellä tai jopa tallentaa sitä.
