Šiuolaikinis mokslas aktyviai vystosiskirtingomis kryptimis, siekiant apimti visas galimas naudingas veiklos sritis. Be to, turėtume pabrėžti optoelektroninius įrenginius, kurie naudojami tiek duomenų perdavimo, tiek jų saugojimo ar apdorojimo procese. Jie naudojami beveik visur, kur naudojama daugiau ar mažiau sudėtinga technika.
Kas tai yra
Под оптоэлектронными приборами, которые также žinomi kaip optiniai jungikliai, supranta specialius puslaidininkių įtaisus, galinčius siųsti ir priimti spinduliuotę. Šie dizaino elementai vadinami fotodetektoriumi ir šviesos spinduliuote. Jie gali turėti skirtingas ryšio galimybes. Tokių produktų veikimo principas grindžiamas elektros energijos konversija į šviesą ir šios reakcijos atvirkštiniu būdu. Todėl vienas prietaisas gali siųsti konkretų signalą, o kitas - jį priima ir „dekoduoja“. Optoelektroniniai įrenginiai naudojami:
- įrangos ryšio įrenginiai;
- matavimo prietaisų įvesties grandinės;
- aukštos įtampos ir didelės srovės grandinės;
- galingi tiristoriai ir triacai;
- relės įrenginiai ir pan.
Visi tokie gaminiai gali būti suskirstyti į kelias pagrindines grupes, atsižvelgiant į jų atskirus komponentus, dizainą ar kitus veiksnius. Daugiau apie tai žemiau.
Emiteris
Optoelektroniniai prietaisai ir prietaisai aprūpinti signalų perdavimo sistemomis. Jie vadinami emiteriais ir, priklausomai nuo tipo, produktai skirstomi taip:
- Lazeris ir šviesos diodai. Tokie elementai yra vieni universaliausių.Jie pasižymi dideliais efektyvumo rodikliais, labai siauru spindulių spektru (šis parametras dar vadinamas kvazichromatiškumu), gana plačiu veikimo diapazonu, išlaikoma aiškia spinduliavimo kryptimi ir labai dideliu veikimo greičiu. Įrenginiai su tokiais emiteriais veikia labai ilgai ir itin patikimai, skiriasi savo nedideliu dydžiu ir puikiai parodo save mikroelektronikos modelių srityje.
- Elektroliuminescencinės ląstelės. Tokio konstrukcinio elemento tikrai neparodoaukštas konversijos kokybės nustatymas ir neveikia per ilgai. Tuo pačiu metu įrenginius labai sunku valdyti. Tačiau jie geriausiai tinka fotorezistoriams ir gali būti naudojami kuriant daugiaelementes daugiafunkcines struktūras. Nepaisant to, dėl savo trūkumų dabar tokio tipo emiteriai naudojami gana retai, tik tada, kai jų tikrai negalima apsieiti.
- Neoninės lempos. Šių modelių šviesos srautas yra santykinai mažas, be to, jie gerai neatlaiko pažeidimo ir tarnauja neilgai. Jie yra didelio dydžio. Tam tikro tipo įrenginiuose jie naudojami itin retai.
- Kaitinamosios lempos. Tokie emiteriai naudojami tik rezistorių įrangoje ir niekur kitur.
Dėl to LED ir lazeriniai modeliai yra optimalūs beveik visoms veiklos sritims ir tik kai kuriose srityse, kur kitaip padaryti neįmanoma, naudojami kiti variantai.
Fotodetektorius
Optoelektroninių prietaisų klasifikacija taip pat atliekama pagal šios konstrukcijos dalies tipą. Įvairių tipų gaminiai gali būti naudojami kaip priėmimo elementas.
- Fototiristoriai, tranzistoriai ir diodai. Visi jie priklauso universaliems įrenginiams,gali dirbti su atviro tipo perėjimu. Dažniausiai dizainas yra pagrįstas siliciu, todėl gaminiai gauna gana platų jautrumo diapazoną.
- Fotorezistoriai. Tai vienintelė alternatyva, pagrindinėkurių privalumas yra savybių keitimas labai kompleksiškai. Tai padeda įgyvendinti visų rūšių matematinius modelius. Deja, būtent fotorezistoriai yra inerciniai, o tai žymiai susiaurina jų taikymo sritį.
Spindulio priėmimas yra vienas iš pagrindinių elementųbet koks toks įrenginys. Tik po to, kai jį bus galima gauti, prasideda tolesnis apdorojimas, o jei ryšio kokybė nebus pakankamai aukšta, tai bus neįmanoma. Dėl to didelis dėmesys skiriamas fotodetektoriaus dizainui.
Optinis kanalas
Produktų dizaino savybės gali būti gerosparodyti naudojamą fotoelektronikos ir optoelektronikos prietaisų žymėjimo sistemą. Tai taip pat taikoma duomenų perdavimo kanalui. Yra trys pagrindinės parinktys:
- Pailgintas kanalas. Fotodetektorius tokiame modelyje yra pakankamai nuotolinisrimtas atstumas nuo optinio kanalo, sudarydamas specialų šviesos kreiptuvą. Būtent šis dizaino variantas aktyviai naudojamas kompiuterių tinkluose aktyviam duomenų perdavimui.
- Uždarytas kanalas. Šio tipo konstrukcijoms naudojamas specialusapsauga. Puikiai apsaugo kanalą nuo išorinių poveikių. Naudojami galvaninės izoliacijos sistemos modeliai. Tai gana nauja ir daug žadanti technologija, kuri dabar nuolat tobulinama ir palaipsniui keičia elektromagnetines reles.
- Atidaryti kanalą. Ši konstrukcija reiškia, kad tarp fotodetektoriaus ir emiterio yra oro tarpas. Modeliai naudojami diagnostikos sistemose arba įvairiuose jutikliuose.
Spektrinis diapazonas
Pagal šį rodiklį visų tipų optoelektroninius prietaisus galima suskirstyti į du tipus:
- Netoli diapazono. Bangos ilgis šiuo atveju svyruoja nuo 0,8 iki 1,2 mikrono. Dažniausiai tokia sistema naudojama įrenginiuose, kuriuose naudojamas atviras kanalas.
- Tolimas diapazonas. Čia bangos ilgis jau yra 0,4-0,75 mikrono. Jis naudojamas daugumoje kitų šio tipo produktų tipų.
Statyba
Pagal šį rodiklį optoelektroniniai prietaisai skirstomi į tris grupes:
- Specialus. Tai apima įrenginius su keliais skleidėjais ir fotodetektoriais, buvimo, padėties, dūmų ir pan. jutikliais.
- Integralinis. Tokiuose modeliuose papildomai naudojamos specialios loginės grandinės, komparatoriai, stiprintuvai ir kiti įrenginiai. Be kita ko, jų išėjimai ir įėjimai yra galvaniškai izoliuoti.
- Elementarus. Tai pati paprasčiausia produktų versija, kuriojeimtuvas ir siųstuvas yra tik vienoje kopijoje. Jie gali būti ir tiristorius, ir tranzistorius, diodiniai, varžiniai ir apskritai bet kokie kiti.
Įrenginiuose gali būti naudojamos visos trys grupėsarba kiekvienas atskirai. Konstrukciniai elementai atlieka esminį vaidmenį ir tiesiogiai veikia gaminio funkcionalumą. Tuo pačiu metu sudėtingoje įrangoje, jei reikia, gali būti naudojamos paprasčiausios, elementarios rūšys. Tačiau yra ir priešingai.
Optoelektroniniai prietaisai ir jų pritaikymas
Įrenginių naudojimo požiūriu juos visus galima suskirstyti į 4 kategorijas:
- Integrinės grandinės. Jie naudojami įvairiuose įrenginiuose.Principas naudojamas tarp skirtingų konstrukcinių elementų, naudojant atskiras dalis, kurios yra izoliuotos viena nuo kitos. Tai neleidžia komponentams sąveikauti jokiu kitu būdu, nei pateikė kūrėjas.
- Izoliacija. Šiuo atveju naudojamos specialios optinių rezistorių poros, jų diodų, tiristorių ar tranzistorių tipai ir pan.
- Transformacija. Tai vienas iš dažniausiai naudojamų atvejų. Jame srovė paverčiama šviesa ir tokiu būdu taikoma. Paprastas pavyzdys – visų rūšių lempos.
- Atvirkštinė transformacija. Tai jau visiškai priešingas variantas, kai šviesa paverčiama srove. Naudojamas visų rūšių imtuvams kurti.
Tiesą sakant, tai sunku įsivaizduoti praktiškaibet koks įrenginys, veikiantis elektra ir neturintis kokių nors optoelektroninių komponentų. Jie gali būti pateikti nedideliais skaičiais, bet jie vis tiek bus.
Rezultatai
Visi optoelektroniniai prietaisai, tiristoriai, diodai,puslaidininkiniai įtaisai yra įvairių tipų įrangos konstrukciniai elementai. Jie leidžia žmogui priimti šviesą, perduoti informaciją, ją apdoroti ar net saugoti.
