Moderne videnskab udvikler sig aktivt i forskellige retninger og forsøger at dække alle mulige potentielt nyttige aktivitetsområder. Blandt alt dette bør optoelektroniske enheder udpeges, som bruges både i forbindelse med datatransmission og deres lagring eller behandling. De bruges næsten over alt, hvor der bruges mere eller mindre sofistikeret teknologi.
Hvad er det her?
Optoelektroniske enheder, også kendt som optokoblere, er specielle enheder af halvledertypen, der er i stand til at sende og modtage stråling. Disse strukturelle elementer kaldes fotodetektor og lysemitter. De kan have forskellige muligheder for at kommunikere med hinanden. Princippet om drift af sådanne produkter er baseret på omdannelsen af elektricitet til lys såvel som det omvendte af denne reaktion. Som et resultat kan den ene enhed sende et bestemt signal, mens den anden modtager det og "dekrypterer". Optoelektroniske enheder bruges i:
- udstyrskommunikationsenheder;
- indgangskredsløb for måleenheder;
- højspændings- og højstrømkredsløb;
- kraftige tyristorer og triacs;
- relæenheder og sånæste.
Alle sådanne produkter kan klassificeres i flere grundlæggende grupper, afhængigt af deres individuelle komponenter, design eller andre faktorer. Mere om det nedenfor.
Emitter
Optoelektroniske enheder og enheder er udstyret med sign altransmissionssystemer. De kaldes emittere, og afhængigt af typen er produkterne opdelt som følger:
- Laser og LED'er. Sådanne elementer er blandt de mest alsidige. De er kendetegnet ved høj effektivitet, et meget sm alt strålespektrum (denne parameter er også kendt som quasi-kromaticitet), en ret bred vifte af drift, opretholdelse af en klar strålingsretning og meget høj hastighed. Enheder med sådanne emittere fungerer i meget lang tid og er ekstremt pålidelige, de er små i størrelse og fungerer godt inden for mikroelektroniske modeller.
- Elektroluminescerende celler. Et sådant designelement viser en ikke særlig høj konverteringskvalitetsparameter og virker ikke for længe. Samtidig er enheder meget svære at administrere. De er dog bedst egnede til fotomodstande og kan bruges til at skabe multi-element, multifunktionelle strukturer. Ikke desto mindre, på grund af deres mangler, bruges emittere af denne type nu ret sjældent, kun når de virkelig ikke kan undværes.
- Neonlamper. Disse modellers lysudbytte er relativt lavt, og de tåler heller ikke skader godt og holder ikke længe. Afviger i store størrelser. De bruges ekstremt sjældent i visse typer enheder.
- Glødelamper. Sådanne emittere bruges kun i modstandsudstyr og ingen andre steder.
Som følge heraf er LED- og lasermodeller optim alt egnede til næsten alle aktivitetsområder, og kun i nogle områder, hvor det er umuligt at gøre andet, bruges andre muligheder.
Fotodetektor
Klassificering af optoelektroniske enheder er også lavet i henhold til typen af denne del af designet. Forskellige typer produkter kan bruges som det modtagende element.
- Fototyristorer, transistorer og dioder. Alle af dem tilhører universelle enheder, der er i stand til at arbejde med en åben type overgang. Oftest er designet baseret på silicium, og derfor får produkterne en ret bred følsomhed.
- Fotomodstande. Dette er det eneste alternativ, der har den største fordel ved at ændre egenskaber på en meget kompleks måde. Dette hjælper med at implementere alle mulige matematiske modeller. Desværre er det fotomodstande, der er inerti, hvilket væsentligt indsnævrer anvendelsesområdet for deres anvendelse.
Strålemodtagelse er et af de mest grundlæggende elementer i enhver sådan enhed. Først efter at den kan modtages, begynder den videre behandling, og det vil ikke være muligt, hvis kommunikationskvaliteten ikke er høj nok. Som et resultat bliver der lagt stor vægt på udformningen af fotodetektoren.
Optisk kanal
Designegenskaberne ved produkter kan godt vises af det brugte betegnelsessystem for fotoelektroniske og optoelektroniske enheder. Dette gælder også for datatransmissionskanalen. Der er tre hovedmuligheder:
- Forlænget kanal. Fotodetektoren i en sådan model er langt nok væk fra den optiske kanal og danner en speciel lysleder. Det er denne designmulighed, der aktivt bruges i computernetværk til aktiv dataoverførsel.
- Lukket kanal. Denne type konstruktion bruger særlig beskyttelse. Det beskytter perfekt kanalen mod ydre påvirkninger. Modeller til et galvanisk isoleringssystem anvendes. Dette er en ret ny og lovende teknologi, som nu løbende forbedres og gradvist erstatter elektromagnetiske relæer.
- Åben kanal. Dette design indebærer tilstedeværelsen af et luftgab mellem fotodetektoren og emitteren. Modeller bruges i diagnostiske systemer eller forskellige sensorer.
Spektralområde
Fra denne indikators synspunkt kan alle typer optoelektroniske enheder opdeles i to typer:
- Nær rækkevidde. Bølgelængden i dette tilfælde spænder fra 0,8-1,2 mikron. Oftest bruges et sådant system i enheder, der bruger en åben kanal.
- Lang rækkevidde. Her er bølgelængden allerede 0,4-0,75 mikron. Bruges i de fleste typer andre produkter af denne type.
Design
Ifølge denne indikator er optoelektroniske enheder opdelt i tre grupper:
- Special. Dette omfatter enheder udstyret med flere sendere og fotodetektorer, sensorer til tilstedeværelse, position, røg og så videre.
- Integral. I sådanne modeller bruges desuden specielle logiske kredsløb, komparatorer, forstærkere og andre enheder. Blandt andet er deres udgange og indgange galvanisk isolerede.
- Elementær. Dette er den enkleste version af produkter, hvor modtageren og senderen kun er til stede i én kopi. De kan være både tyristor og transistor, diode, resistive og generelt alle andre.
Alle tre grupper eller hver for sig kan bruges i enheder. Strukturelle elementer spiller en væsentlig rolle og påvirker direkte produktets funktionalitet. Samtidig kan komplekst udstyr også bruge de enkleste, elementære varianter, hvis det er passende. Men det modsatte er også sandt.
Optoelektroniske enheder og deres applikationer
Med hensyn til brugen af enheder kan de alle opdeles i 4 kategorier:
- Integrerede kredsløb. Anvendes i en række forskellige enheder. Princippet bruges mellem forskellige strukturelle elementer ved hjælp af separate dele, der er isoleret fra hinanden. Dette forhindrer komponenterne i at interagere på anden måde endden, der er leveret af udvikleren.
- Isolering. I dette tilfælde bruges specielle optiske modstandspar, deres diode-, tyristor- eller transistorvarianter og så videre.
- Transformation. Dette er en af de mest almindelige brugssager. I den omdannes strømmen til lys og påføres på denne måde. Et simpelt eksempel er alle slags lamper.
- Omvendt transformation. Dette er en helt modsat version, hvor det er lys, der omdannes til strøm. Bruges til at oprette alle slags modtagere.
Faktisk er det svært at forestille sig næsten enhver enhed, der kører på elektricitet og mangler en form for optoelektroniske komponenter. De kan blive præsenteret i små antal, men de vil stadig være til stede.
Resultater
Alle optoelektroniske enheder, tyristorer, dioder, halvlederenheder er strukturelle elementer i forskellige typer udstyr. De giver en person mulighed for at modtage lys, transmittere information, behandle eller endda gemme det.
