Știința modernă se dezvoltă activ în cel mai multdirecții diferite, străduindu-se să acopere toate posibilele domenii de activitate potențial utile. Dintre toate acestea, este necesar să se evidențieze dispozitivele optoelectronice care sunt utilizate atât în procesul de transmitere a datelor, cât și de stocare sau procesare a acestora. Sunt folosite aproape peste tot unde se folosește o tehnică mai mult sau mai puțin complexă.
Ce este?
Sub dispozitivele optoelectronice, care de asemeneacunoscute sub numele de optocuploare, ele înseamnă dispozitive speciale de tip semiconductor capabile să trimită și să primească radiații. Aceste elemente structurale se numesc fotodetector și emițător de lumină. Pot avea diferite opțiuni de comunicare între ele. Principiul de funcționare a acestor produse se bazează pe conversia energiei electrice în lumină, precum și pe reversul acestei reacții. În consecință, un dispozitiv poate trimite un anumit semnal, în timp ce celălalt îl primește și îl „decriptează”. Dispozitivele optoelectronice sunt utilizate în:
- echipamente de comunicare;
- circuite de intrare ale dispozitivelor de măsurare;
- circuite de înaltă tensiune și curent mare;
- tiristoare și triacuri puternice;
- dispozitive de releu și așa mai departe.
Toate aceste produse pot fi clasificate în mai multe grupuri de bază, în funcție de componentele individuale, de design sau de alți factori. Mai multe despre acest lucru mai jos.
Emițător
Dispozitivele și dispozitivele optoelectronice sunt echipate cu sisteme de transmisie a semnalului. Se numesc emițători și, în funcție de tip, produsele sunt împărțite după cum urmează:
- Laser și LED-uri. Astfel de elemente sunt printre cele mai versatile.Acestea se caracterizează prin rate de eficiență ridicate, un spectru de fascicul foarte îngust (acest parametru este cunoscut și ca cvasi-cromaticitate), o gamă destul de largă de funcționare, menținând o direcție clară de radiație și o viteză de operare foarte mare. Dispozitivele cu astfel de emițătoare funcționează foarte mult timp și extrem de fiabil, diferă prin dimensiunile lor mici și se arată excelent în domeniul modelelor microelectronice.
- Celule electroluminescente. Un astfel de element structural nu arată cu adevăratsetare de înaltă calitate a conversiei și nu funcționează prea mult. În același timp, dispozitivele sunt foarte greu de gestionat. Cu toate acestea, acestea sunt cele mai potrivite pentru fotorezistoare și pot fi utilizate pentru a crea structuri multifuncționale cu mai multe elemente. Cu toate acestea, din cauza neajunsurilor lor, acum emițătorii de acest tip sunt folosiți destul de rar, numai atunci când nu se pot renunța cu adevărat.
- Lămpi cu neon. Puterea de lumină a acestor modele este relativ scăzută și, de asemenea, nu rezistă bine la daune și nu durează mult. Sunt de dimensiuni mari. Sunt utilizate extrem de rar, în anumite tipuri de dispozitive.
- Lămpi cu incandescență. Astfel de emițători sunt utilizați numai în echipamente de rezistență și nicăieri altundeva.
Drept urmare, modelele cu LED și laser sunt optime pentru aproape toate domeniile de activitate și numai în unele zone în care este imposibil să se procedeze altfel, sunt utilizate alte opțiuni.
Fotodetector
Dispozitivele optoelectronice sunt, de asemenea, clasificate în funcție de tipul acestei părți a structurii. Diferite tipuri de produse pot fi utilizate ca element de recepție.
- Foto tiristoare, tranzistoare și diode. Toate aparțin unor dispozitive universale,capabil să lucreze cu o tranziție de tip deschis. Cel mai adesea, designul se bazează pe siliciu și, din acest motiv, produsele primesc o gamă destul de largă de sensibilitate.
- Fotorezistoare. Aceasta este singura alternativă, principalăavantajul căruia este schimbarea proprietăților într-un mod foarte complex. Acest lucru ajută la implementarea tuturor tipurilor de modele matematice. Din păcate, fotorezistenții sunt inerțiali, ceea ce restrânge semnificativ domeniul de aplicare al acestora.
Recepția fasciculului este unul dintre cele mai elementare elementeorice astfel de dispozitiv. Numai după ce poate fi primit, începe procesarea ulterioară și va fi imposibil dacă calitatea conexiunii nu este suficient de ridicată. Drept urmare, se acordă o atenție deosebită proiectării fotodetectorului.
Canal optic
Caracteristicile de design ale produselor pot fi buneafișați sistemul de notație folosit pentru dispozitivele fotoelectronice și optoelectronice. Acest lucru se aplică și canalului de transmisie a datelor. Există trei opțiuni principale:
- Canal alungit. Fotodetectorul din acest model este suficient de îndepărtato distanță serioasă de canalul optic, formând un ghidaj special de lumină. Această opțiune de proiectare este utilizată activ în rețelele de calculatoare pentru transmiterea activă a datelor.
- Canal închis. Acest tip de construcție folosește un specialprotecţie. Protejează perfect canalul de influențe externe. Sunt utilizate modele pentru sistemul de izolare galvanică. Aceasta este o tehnologie destul de nouă și promițătoare, care este acum îmbunătățită continuu și înlocuiește treptat releele electromagnetice.
- Deschideți canalul. Acest design implică prezența unui spațiu de aer între fotodetector și emițător. Modelele sunt utilizate în sistemele de diagnosticare sau în diferiți senzori.
Gama spectrală
În ceea ce privește acest indicator, toate tipurile de dispozitive optoelectronice pot fi împărțite în două tipuri:
- Aproape de rază. Lungimea de undă în acest caz variază de la 0,8-1,2 microni. Cel mai adesea, un astfel de sistem este utilizat pe dispozitive care utilizează un canal deschis.
- Distanță îndepărtată. Aici lungimea de undă este deja de 0,4-0,75 microni. Este utilizat în majoritatea tipurilor de alte produse de acest tip.
desen
Conform acestui indicator, dispozitivele optoelectronice sunt împărțite în trei grupe:
- Special. Aceasta include dispozitive echipate cu mai mulți emițători și fotodetectori, senzori pentru prezență, poziție, fum și așa mai departe.
- Integral. În astfel de modele, se utilizează suplimentar circuite logice speciale, comparatoare, amplificatoare și alte dispozitive. Printre altele, ieșirile și intrările lor sunt izolate galvanic.
- Elementar. Aceasta este cea mai simplă versiune de produse în carereceptorul și emițătorul sunt prezente doar într-un singur exemplar. Ele pot fi atât tiristor, cât și tranzistor, diodă, rezistivă și, în general, oricare altele.
Toate cele trei grupuri pot fi utilizate în dispozitivesau fiecare separat. Elementele structurale joacă un rol esențial și afectează direct funcționalitatea produsului. În același timp, echipamentele sofisticate pot utiliza cele mai simple, elementare soiuri, dacă este cazul. Dar este adevărat și opusul.
Dispozitive optoelectronice și aplicațiile acestora
Din punctul de vedere al utilizării dispozitivelor, toate pot fi împărțite în 4 categorii:
- Circuite integrate. Sunt utilizate într-o mare varietate de dispozitive.Principiul este utilizat între diferite elemente structurale folosind părți separate care sunt izolate unele de altele. Acest lucru împiedică componentele să interacționeze în alt mod decât cel furnizat de dezvoltator.
- Izolatie. În acest caz, se utilizează perechi speciale de rezistențe optice, versiunile lor cu diodă, tiristor sau tranzistor etc.
- Transformare. Acesta este unul dintre cele mai frecvente cazuri de utilizare. În el, curentul se transformă în lumină și se aplică în acest fel. Un exemplu simplu îl reprezintă tot felul de lămpi.
- Transformarea inversă. Aceasta este deja o opțiune complet opusă, în care lumina este transformată în curent. Folosit pentru a crea tot felul de receptoare.
De fapt, este dificil de imaginat practicorice dispozitiv care funcționează cu energie electrică și căruia îi lipsesc un fel de componente optoelectronice. Acestea pot fi prezentate în număr mic, dar vor fi în continuare prezente.
rezultate
Toate dispozitivele optoelectronice, tiristoarele, diodele,dispozitivele semiconductoare sunt elemente structurale ale diferitelor tipuri de echipamente. Permit unei persoane să primească lumină, să transmită informații, să o proceseze sau chiar să o stocheze.
