Сучасна наука активно розвивається в самихрізних напрямках, прагнучи охопити всі можливі потенційно корисні сфери діяльності. Серед усього цього слід виділити оптоелектронні прилади, які використовуються як в процесі передачі даних, так і їх зберігання або обробки. Вони використовуються практично скрізь, де застосовується більш-менш складна техніка.
Що це таке?
Під оптоелектронними приладами, які такожвідомі як оптрони, розуміють спеціальні прилади напівпровідникового типу, здатні відправляти і приймати випромінювання. Ці елементи конструкції носять назви фотоприймача і светоізлучателя. Вони можуть мати різні варіанти зв'язку між собою. Принцип функціонування подібних виробів заснований на перетворенні електрики в світ, а також зворотної цієї реакції. Як наслідок, один пристрій може відправляти певний сигнал, а інша його приймає і «розшифровує». Використовуються оптоелектронні прилади:
- блоках зв'язку апаратури;
- вхідних ланцюгах вимірюють пристроїв;
- високовольтних і потужнострумових ланцюгах;
- потужних тиристорах і сімісторов;
- релейних пристроях і так далі.
Всі такі вироби можуть бути класифіковані по декількох базових груп, в залежності від їх окремих компонентів, конструкції або інших чинників. Про це нижче.
випромінювач
Оптоелектронні прилади та пристрої оснащуються системами передачі сигналу. Їх називають випромінювачами і в залежності від типу, вироби поділяються наступним чином:
- Лазерні і світлодіоди. Такі елементи належать до найбільш універсальними.Для них характерні високі показники коефіцієнта корисної дії, досить вузький спектр променя (цей параметр також відомий як квазіхроматічность), досить широкий діапазон роботи, підтримання чіткого напрямку випромінювання і дуже висока швидкість роботи. Пристрої з подібними випромінювачами працюють дуже довго і вкрай надійно, відрізняються невеликими розмірами і відмінно показують себе в сфері мікроелектронних моделей.
- Електролюмінесцентні осередки. Такий елемент конструкції показує не особливовисокий параметр якості перетворення і працює не дуже довго. При цьому, пристроями досить важко керувати. Однак саме вони найкраще підходять для фоторезисторів і можуть використовуватися для створення багатоелементних, багатофункціональних структур. Проте в силу своїх недоліків, зараз випромінювачі такого типу використовуються досить рідко, тільки тоді, коли без них дійсно не можна обійтися.
- Неонові лампи. Віддача світла цих моделей порівняно невисока, а також вони погано витримують пошкодження і працюють недовго. Відрізняються великими розмірами. Використовуються вкрай рідко, в окремих видах приладів.
- Лами розжарювання. Такі випромінювачі застосовуються тільки в резисторного обладнанні і більше ніде.
Як наслідок, світлодіодні і лазерні моделі оптимально підходять практично для всіх сфер діяльності і лише в деяких областях, де по-іншому не можна, застосовуються інші варіанти.
фотоприймач
Класифікація оптоелектронних приладів також проводиться і за типом цієї частини конструкції. В якості приймаючого елемента можуть використовуватися різні типи виробів.
- Фото- тиристори, транзистори і діоди. Всі вони відносяться до універсальних пристроїв,здатним працювати з переходом відкритого типу. Найчастіше в основі конструкції лежить кремній і через це вироби отримують досить широкий спектр чутливості.
- Фоторезистори. Це єдиний альтернативний варіант, головнимперевагою якого є зміна властивостей дуже складним чином. Це допомагає реалізовувати різноманітні математичні моделі. На жаль, саме фоторезистори інерційні, що значно звужує сферу їх застосування.
Прийом променя - це один з найбільш базових елементівбудь-якого подібного пристрою. Тільки після того як він зможе бути отриманий, починається подальша обробка, і вона буде неможлива при недостатньо високій якості зв'язку. Як наслідок, конструкції фотоприймача держава приділяє величезну увагу.
оптичний канал
Особливості конструкції виробів може непоганопоказати використовувана система позначень фотоелектронних і оптоелектронних приладів. У тому числі це стосується і каналу передачі даних. Виділяють три основних їх варіанти:
- Подовжений канал. Фотоприймач в такій моделі віддалений на доситьсерйозне відстань від оптичного каналу, утворюючи спеціальний світловод. Саме такий варіант конструкції активно застосовується в комп'ютерних мережах для активної передачі даних.
- Приватний канал. Такий тип конструкції використовує спеціальнузахист. Вона чудово охороняє канал від зовнішнього впливу. Застосовуються моделі для системи гальванічної розв'язки. Це досить нова і перспективна технологія, зараз безперервно удосконалюється і поступово замінює собою електромагнітні реле.
- Відкритий канал. Така конструкція має на увазі наявність повітряного зазору між фотоприймачем і випромінювачем. Використовуються моделі в системах діагностики або різноманітних датчиках.
спектральний діапазон
З точки зору цього показника, всі види оптоелектронних приладів можна розділити на два види:
- Близький діапазон. Довжина хвилі в даному випадку коливається в межах 0,8-1,2 мкм. Найчастіше така система застосовується в пристроях, що використовують відкритий канал.
- Далекий діапазон. Тут довжина хвилі вже 0,4-0,75 мкм. Застосовується в більшості видів інших виробів такого типу.
конструкція
За цим показником оптоелектронні прилади поділяються на три групи:
- Спеціальні. Сюди входять пристрої оснащеними декількома випромінювачами і фотоприймачами, датчиками присутності, положення, задимленості і так далі.
- Інтегральні. У таких моделях додатково використовуються спеціальні логічні схеми, компаратори, підсилювачі та інші пристрої. Крім усього іншого, виходи і входи у них гальванічно розв'язані.
- Елементарні. Це найпростіший варіант виробів, в якихприймач і випромінювач присутні тільки в одному екземплярі. Вони можуть бути як тиристорн, так і транзисторними, діодними, резистивним і взагалі, будь-якими іншими.
У приладах можуть використовуватися всі три групиабо кожна окремо. Конструктивні елементи грають істотну роль і безпосередньо впливають на функціональність виробу. У той же час складне обладнання може використовувати і найпростіші, елементарні різновиди, якщо це буде доцільно. Але вірно і зворотне.
Оптоелектронні прилади та їх застосування
З точки зору використання пристроїв все вони можуть розділятися на 4 категорії:
- Інтегральні схеми. Застосовуються в самих різних приладах.Використовується принцип між різними елементами конструкції за допомогою окремих частин, які ізольовані один від одного. Це не дає взаємодіяти компонентів ніяким чином, крім того, який був передбачений розробником.
- Ізоляція. В цьому випадку використовуються спеціальні оптичні резисторні пари, їх діодні, тиристорні або транзисторні різновиди і так далі.
- Перетворення. Це один з найпоширеніших варіантів використання. У ньому струм трансформується в світло і застосовується саме таким чином. Простий приклад - всілякі лампи.
- Зворотне перетворення. Це вже повністю протилежний варіант, в якому саме світло трансформується в струм. Використовуються для створення всіляких приймачів.
Фактично, складно уявити собі практичнобудь-який пристрій, що працює на електриці і позбавлене якогось варіанту оптоелектронних компонентів. Вони можуть бути представлені в невеликій кількості, але все одно будуть присутні.
підсумки
Всі оптоелектронні прилади, тиристори, діоди,напівпровідникові прилади - це конструктивні елементи різних видів устаткування. Вони дозволяють людині отримувати світло, передавати інформацію, обробляти або навіть зберігати її.
