Optoelektronski uređaji: opis, klasifikacija, primjena i vrste

Moderna znanost se aktivno razvija u različitim smjerovima, nastojeći pokriti sva moguća potencijalno korisna područja djelovanja. Među svim tim treba istaknuti optoelektroničke uređaje, koji se koriste kako u procesu prijenosa podataka, tako iu njihovu pohranu ili obradu. Koriste se gotovo svugdje gdje se koristi manje ili više komplicirana tehnika.

Što je to? Optoelektronski uređaji, poznati i kao optički sprežnici, podrazumijevaju se kao posebni poluvodički uređaji koji mogu slati i primati zračenje. Ovi elementi dizajna nazivaju se fotodetektor i svjetlosni odašiljač. Mogu imati različite opcije za međusobnu komunikaciju. Princip rada takvih proizvoda temelji se na pretvaranju električne energije u svjetlo, kao i obratno ovoj reakciji. Kao rezultat toga, jedan uređaj može poslati određeni signal, a drugi ga prima i "dekriptira". Koriste se optoelektronički uređaji:


  • komunikacijske jedinice opreme;
  • ulazni krugovi mjernih uređaja;
  • visokonaponski i visokonaponski krugovi;
  • snažni tiristori i tajmeri;
  • relejni uređaji i tako dalje.
  • Svi takvi proizvodi mogu se svrstati u nekoliko osnovnih skupina, ovisno o njihovim pojedinačnim komponentama, dizajnu ili drugim čimbenicima. Ovo je ispod.

    Radijator

    Optoelektronički uređaji i uređaji opremljeni su sustavima za prijenos signala. Nazivaju se emiterima iOvisno o vrsti proizvoda, proizvodi se dijele na sljedeći način:
  • Laserske svjetlosne diode. Takve stvari spadaju u one najsvestranije. Karakteriziraju ih visoke stope učinkovitosti, vrlo uski spektar snopa (ovaj parametar je također poznat kao kvazi-kromatičnost), prilično širok raspon rada, održavanje jasnog smjera zračenja i vrlo visoka brzina rada. Uređaji sa sličnim emiterima rade jako dugo i iznimno pouzdano, razlikuju se u malim veličinama i savršeno se prikazuju u području mikroelektronskih modela.
  • Elektroluminiscentne stanice. Takav konstrukcijski element ne pokazuje posebno visoki parametar kvalitete konverzije i ne traje dugo. U isto vrijeme, uređaje je teško upravljati. Međutim, oni su najprikladniji za fotokonduktore i mogu se koristiti za stvaranje višestrukih, višenamjenskih struktura. Ipak, zbog svojih nedostataka, sada emiteri ove vrste se koriste vrlo rijetko, samo kada bez njih stvarno ne mogu učiniti.
  • Neonske svjetiljke. Učinkovitost ovih modela svjetla je relativno niska, kao i oni mogu izdržati oštećenja i raditi za kratko vrijeme. Oni su velike u veličini. Koristi se vrlo rijetko u određenim vrstama uređaja.
  • Svjetlost lame. Takvi grijači koriste se samo u otporničkoj opremi i nigdje drugdje.
  • Kao rezultat, LED i laserski modeli optimalno su prikladni za gotovo sva područja djelovanja, a samo u nekim područjima gdjeinače je nemoguće, koriste se druge varijante.


    Fotodetektor

    Klasifikacija optoelektroničkih uređaja također se provodi prema vrsti ovog dijela projekta. Različiti tipovi proizvoda mogu se koristiti kao element primanja.
  • Foto - tiristori, tranzistori i diode. Svi su oni univerzalni uređaji sposobni za rad s prijelazom otvorenog tipa. Najčešće, temelj dizajna leži silicij i zbog toga proizvod dobiti prilično širok raspon osjetljivosti.
  • Fotorezistori. To je jedina alternativa, čija je glavna prednost mijenjanje svojstava na vrlo složen način. Pomaže u implementaciji raznih matematičkih modela. Nažalost, fotorezistori su inercijalni, što uvelike smanjuje opseg njihove primjene.
  • Prijem zraka je jedan od osnovnih elemenata svakog takvog uređaja. Tek nakon primitka započet će daljnja obrada, i to će biti nemoguće uz nedovoljno visoku kvalitetu komunikacije. Zbog toga je dizajnu fotodetektora posvećena velika pažnja.

    Optički kanal

    Značajke dizajna proizvoda mogu se prikazati korištenjem sustava simbola za fotoelektronske i optoelektroničke uređaje. To se također odnosi na kanal za prijenos podataka. Postoje tri glavne varijante:
  • Uzdužni kanal. Fotodetektor u takvom modelu udaljeno se nalazi na prilično ozbiljnoj udaljenosti od optičkog kanala, tvoreći poseban svjetlosni vodič. To je takva varijanta dizajnaaktivno se koristi u računalnim mrežama za aktivni prijenos podataka.
  • Zatvoreni kanal. Ova vrsta dizajna koristi posebnu zaštitu. Savršeno štiti kanal od vanjskih utjecaja. Modeli se koriste za galvansku izolaciju. To je prilično nova i obećavajuća tehnologija, koja se stalno poboljšava i postupno zamjenjuje elektromagnetske releje.
  • Otvorite kanal. Ova konstrukcija podrazumijeva postojanje zračnog raspora između fotodetektora i emitera. Modeli se koriste u dijagnostičkim sustavima ili različitim senzorima.
  • Spektralni raspon

    Sa stajališta ovog pokazatelja, sve vrste optoelektroničkih uređaja mogu se podijeliti u dva tipa:
  • Srednji raspon. Valna duljina u ovom slučaju varira u rasponu od 08-12 μm. Najčešće se takav sustav koristi u uređajima koji koriste otvoreni kanal.
  • Daleki domet. Ovdje valna duljina već iznosi 04-075 mikrona. Odnosi se na većinu ostalih proizvoda ove vrste.


  • Konstrukcija

    Za ovaj indikator, optoelektronički uređaji su podijeljeni u tri skupine:
  • Posebno. To uključuje uređaje opremljene s nekoliko emitera i fotodetektora, senzora prisutnosti, položaja, dima i tako dalje.
  • Integral. Ovi modeli također koriste posebne logičke sklopove, komparatore, pojačala i druge uređaje. Između ostalog, izlazi i ulazi u njima galvanski su riješeni.
  • Osnovno. Ovo je najjednostavnijevarijante proizvoda u kojima su prijemnik i predajnik prisutni samo u jednoj kopiji. Oni mogu biti i tiristorski i prolazni, dioda, otporni i općenito, bilo koji drugi.
  • Uređaji mogu koristiti sve tri skupine ili svaku od njih zasebno. Konstruktivni elementi igraju važnu ulogu i izravno utječu na funkcionalnost proizvoda. U isto vrijeme, složena oprema može koristiti najjednostavnije, elementarne sorte, ako je prikladno. Ali istina je suprotna.

    Optoelektronski uređaji i njihova primjena

    U pogledu uporabe uređaja, svi se mogu podijeliti u 4 kategorije:
  • Integrirani krugovi. Primijenjen u različitim uređajima. Princip se koristi između različitih elemenata konstrukcije uz pomoć odvojenih dijelova koji su međusobno izolirani. To ne dopušta da komponente međusobno djeluju na bilo koji način, osim onih koje je razvio programer.
  • ​​
  • Izolacija. U ovom slučaju koriste se specijalni optički otpornici, njihove diodne, tiristorske ili tranzistorske varijante i tako dalje.
  • Transformacija. Ovo je jedna od najčešće korištenih opcija. U njemu se struja pretvara u svijet i primjenjuje se na taj način. Jednostavan primjer su sve vrste svjetiljki.
  • Obrnuta transformacija. To je upravo suprotno, u kojem se svjetlo pretvara u struju. Koristi se za stvaranje svih vrsta prijemnika. Zapravo, teško je zamisliti gotovo bilo koji uređaj koji radi na električnoj energiji i bez ikakvogopcija optoelektroničkih komponenti. Mogu se prezentirati u malim količinama, ali će i dalje biti prisutni.

    Rezultati

    Svi optoelektronički uređaji, tiristori, diode, poluvodičke naprave su elementi dizajna različitih vrsta opreme. Oni omogućuju osobi da prima svjetlo, prenosi informacije, obrađuje ih ili čak pohranjuje.
  • Povezane publikacije