A modern tudomány a leginkább aktívan fejlődikkülönböző irányokba, megpróbálva lefedni az összes lehetséges potenciálisan hasznos tevékenységi területet. Mindezek közül ki kell emelni azokat az optoelektronikai eszközöket, amelyeket mind az adatátvitel, mind a tárolás vagy feldolgozás során használnak. Szinte mindenhol használják, ahol többé-kevésbé bonyolult technikát alkalmaznak.
Mi ez?
Optoelektronikai eszközök alatt, amelyek szinténoptocsatolók néven ismert, speciális félvezető típusú eszközöket jelentenek, amelyek képesek sugárzás küldésére és fogadására. Ezeket a szerkezeti elemeket fotodetektornak és fénykibocsátónak nevezik. Különféle lehetőségeik lehetnek az egymással való kommunikációra. Az ilyen termékek működési elve az elektromosság fénnyé történő átalakításán, valamint ennek a reakciónak a fordítottján alapul. Ennek eredményeként az egyik eszköz képes egy bizonyos jelet küldeni, míg a másik fogadja és "fejti ki" azt. Az optoelektronikai eszközöket a következőkben használják:
- berendezések kommunikációs egységei;
- mérőeszközök bemeneti áramkörei;
- nagyfeszültségű és nagyáramú áramkörök;
- erős tirisztorok és triacok;
- relé eszközök és így tovább.
Minden ilyen termék több alapvető csoportba sorolható az egyes összetevőiktől, kialakításuktól vagy egyéb tényezőktől függően. Erről bővebben alább.
Kibocsátó
Az optoelektronikai eszközök és eszközök jelátviteli rendszerekkel vannak felszerelve. Ezeket kibocsátóknak nevezik, és típustól függően a termékek a következőképpen oszlanak meg:
- Lézer és LED-ek. Az ilyen elemek a legsokoldalúbbak közé tartoznak.Jellemzőjük a nagy hatásfok, a nagyon szűk sugárspektrum (ezt a paramétert kvázi-kromatikusnak is nevezik), a meglehetősen széles működési tartomány, a tiszta sugárzási irány fenntartása és a nagyon nagy működési sebesség. Az ilyen emitterekkel rendelkező eszközök nagyon hosszú ideig és rendkívül megbízhatóan működnek, kis méretükben különböznek egymástól, és kiválóan mutatják magukat a mikroelektronikai modellek terén.
- Elektrolumineszcens cellák. Egy ilyen szerkezeti elem nem igazán látszikmagas konverziós minőség beállítás, és nem működik túl sokáig. Ugyanakkor az eszközöket nagyon nehéz kezelni. Leginkább azonban fotoellenállásokhoz illenek, és több elemből álló, többfunkciós szerkezetek készítésére is alkalmasak. Mindazonáltal hiányosságaik miatt ma már meglehetősen ritkán használják az ilyen típusú emittereket, csak akkor, ha valóban nem lehet mellőzni.
- Neon lámpák. Ezeknek a modelleknek a fénykibocsátása viszonylag alacsony, emellett nem bírják jól a sérüléseket és nem tartanak sokáig. Nagy méretűek. Rendkívül ritkán használják, bizonyos típusú készülékekben.
- Izzólámpák. Az ilyen emittereket csak az ellenállásos berendezésekben használják, és sehol máshol.
Ennek eredményeként a LED-es és lézeres modellek szinte minden tevékenységi területen optimálisak, és csak bizonyos területeken, ahol ez nem lehetséges, más lehetőségeket alkalmaznak.
Fotódetektor
Az optoelektronikai eszközöket a szerkezet ezen részének típusa szerint is osztályozzák. Fogadóelemként különböző típusú termékek használhatók.
- Fotó tirisztorok, tranzisztorok és diódák. Mindegyik az univerzális eszközökhöz tartozik,képes nyílt típusú átmenettel dolgozni. Leggyakrabban a tervezés szilícium alapú, és emiatt a termékek meglehetősen széles érzékenységet kapnak.
- Fotoellenállások. Ez az egyetlen alternatíva, a főmelynek előnye a tulajdonságok igen összetett megváltoztatása. Ez segít mindenféle matematikai modell megvalósításában. Sajnos a fotoellenállások inerciálisak, ami jelentősen leszűkíti alkalmazási körüket.
A sugárfogadás az egyik legalapvetőbb elembármilyen ilyen eszköz. Csak a fogadás után kezdődik a további feldolgozás, és ez lehetetlen lesz, ha a kapcsolat minősége nem elég magas. Ennek eredményeként nagy figyelmet fordítanak a fotodetektor kialakítására.
Optikai csatorna
A termékek tervezési jellemzői jók lehetnekmutassa be a fotoelektronikai és optoelektronikai eszközök használt jelölési rendszerét. Ez vonatkozik az adatátviteli csatornára is. Három fő lehetőség van:
- Hosszúkás csatorna. Ebben a modellben a fotodetektor elég távolikomoly távolságra az optikai csatornától, speciális fényvezetőt képezve. Ezt a tervezési lehetőséget aktívan használják a számítógépes hálózatokban az aktív adatátvitelhez.
- Zárt csatorna. Ez a fajta konstrukció speciálisvédelem. Tökéletesen védi a csatornát a külső hatásoktól. A galvanikus szigetelőrendszer modelljeit használják. Ez egy meglehetősen új és ígéretes technológia, amelyet jelenleg folyamatosan fejlesztenek, és fokozatosan felváltják az elektromágneses reléket.
- Csatorna megnyitása. Ez a kialakítás azt jelenti, hogy a fotodetektor és az emitter között légrés van. A modelleket diagnosztikai rendszerekben vagy különféle érzékelőkben használják.
Spektrális tartomány
E mutató szempontjából az optoelektronikai eszközök minden típusa két típusra osztható:
- Közeli hatótávolság. A hullámhossz ebben az esetben 0,8-1,2 mikron között van. Leggyakrabban egy ilyen rendszert nyitott csatornát használó eszközökben használnak.
- Távolság. Itt a hullámhossz már 0,4-0,75 mikron. A legtöbb más ilyen típusú termékben használják.
tervezés
E mutató szerint az optoelektronikai eszközök három csoportra oszthatók:
- Különleges. Ide tartoznak a több emitterrel és fotodetektorral, jelenlét-, helyzet-, füstérzékelővel stb.
- Integrál. Az ilyen modellekben speciális logikai áramkörök, komparátorok, erősítők és egyéb eszközök is használatosak. Többek között ezek kimenetei és bemenetei galvanikusan le vannak választva.
- Alapvető. Ez a termékek legegyszerűbb változata, amelybenvevő és adó csak egy példányban van jelen. Lehetnek tirisztorok és tranzisztorok, diódák, rezisztívek és általában bármilyen más.
Mindhárom csoport használható a készülékekbenvagy mindegyik külön-külön. A szerkezeti elemek alapvető szerepet játszanak, és közvetlenül befolyásolják a termék funkcionalitását. Ugyanakkor a kifinomult berendezések adott esetben a legegyszerűbb, elemi fajtákat is használhatják. De ennek az ellenkezője is igaz.
Optoelektronikai eszközök és alkalmazásaik
Az eszközök használata szempontjából mindegyik 4 kategóriába sorolható:
- Integrált áramkörök. Sokféle eszközben használják őket.Az elvet a különböző szerkezeti elemek között alkalmazzák, különálló, egymástól elkülönített részekkel. Ez megakadályozza, hogy az összetevők a fejlesztőtől eltérő módon kölcsönhatásba lépjenek egymással.
- Szigetelés. Ebben az esetben speciális optikai ellenálláspárokat használnak, ezek diódája, tirisztor vagy tranzisztor típusa stb.
- Átalakítás. Ez az egyik leggyakoribb használati eset. Ebben az áramot fénnyé alakítják, és így alkalmazzák. Egy egyszerű példa mindenféle lámpa.
- Fordított transzformáció. Ez már egy teljesen ellentétes lehetőség, amelyben a fény árammá alakul át. Mindenféle vevőkészülék létrehozására szolgál.
Valójában nehéz elképzelni a gyakorlatbanminden olyan eszköz, amely árammal működik, és nem tartalmaz valamilyen optoelektronikai alkatrészt. Lehet, hogy kis számban bemutatják őket, de továbbra is jelen lesznek.
találatok
Minden optoelektronikai eszköz, tirisztor, dióda,A félvezető eszközök különféle típusú berendezések szerkezeti elemei. Lehetővé teszik az ember számára, hogy fényt kapjon, információt továbbítson, feldolgozzon vagy akár tároljon is.
