Optoelektronika je komunikacija med optiko in elektroniko, ki vključuje preučevanje, načrtovanje in izdelavo strojne naprave, ki pretvarja električna energija v svetlobo in svetloba v energijo skozi polprevodnike. Ta naprava je narejena iz trdnih kristalnih materialov, ki so lažji od kovin in težji od izolatorjev . Optoelektronska naprava je v bistvu elektronska naprava, ki vključuje svetlobo. Ta naprava je na voljo v številnih optoelektronskih aplikacijah, kot so vojaške storitve, telekomunikacije, avtomatski sistemi za nadzor dostopa in medicinsko opremo.

Optoelektronske naprave

To akademsko področje zajema širok spekter naprav, vključno z LED in elementi, napravami za zajem slike, informacijskimi zasloni, optičnimi komunikacijskimi sistemi, optičnimi shrambami in sistemi za daljinsko zaznavanje itd. Primeri optoelektronskih naprav so telekomunikacijski laser, modri laser, optična vlakna, LED semaforji , foto diode in sončne celice.Večinaoptoelektronskih naprav (neposredna pretvorba med elektroni in fotoni) so LED, laserske diode, foto diode in sončne celice.

Vrste optoelektronskih naprav

Optoelektronika je razvrščena v različne vrste, kot so

Fotodioda
Sončne celice
Svetleče diode
Optična vlakna
Laserske diode

Photo Diode

Foto dioda je polprevodniški svetlobni senzor, ki ustvarja napetost ali tok, ko svetloba pade na križišče. Sestavljen je iz aktivnega križišča P-N, ki deluje v obratni smeri. Ko foton z veliko energije udari v polprevodnik, nastane par elektronov ali lukenj. Elektroni difundirajo do stičišča in tvorijo električno polje.

Photo Diode

To električno polje v območju izčrpavanja je enako negativni napetosti na nepristranski diodi. Ta metoda je znana tudi kot notranji fotoelektrični učinek. Napravo lahko uporabljate v treh načinih:fotovoltaičnikot sončna celica, usmerjena naprej kot LED in obrnjena kot a foto detektor . Fotodiode se uporabljajo v številnih vrstah vezij in v različnih aplikacijah, kot so kamere, medicinski instrumenti, varnostna oprema, industrija, komunikacijske naprave in industrijska oprema.

Sončne celice

Sončna celica ali fotovoltaična celica je elektronska naprava, ki sončno energijo neposredno pretvori v električno energijo. Ko sončna svetloba pade na sončno celico, proizvede tok in napetost za proizvodnjo električne energije. Sončna svetloba, ki je sestavljena iz fotonov, seva iz sonca. Ko fotoni zadenejo silicijeve atome sončne celice, prenesejo svojo energijo, da izgubijo elektrone, nato pa ti visokoenergijski elektroni preidejo v zunanji krog.

Sončne celice

Sončna celica je sestavljena iz dveh slojev, ki sta združeni. Prva plast je naložena z elektroni, zato so ti elektroni pripravljeni za preskok iz prve plasti v drugo plast. V drugi plasti je odvzetih nekaj elektronov, zato je pripravljena vzeti več elektronov. Prednosti sončnih celic so v temjebrez težav z oskrbo z gorivom in stroški. Ti so zelo zanesljivi in zahtevajo malo vzdrževanja.

Sončne celice se uporabljajo v elektrifikaciji podeželja, telekomunikacijskih sistemih, pomožnih pomožnih tehnologijah na morju, sistem za proizvodnjo električne energije v vesolju in sistemi za daljinsko spremljanje in nadzor .

Svetleče diode

Svetleča dioda je polprevodniška dioda P-N, v kateri rekombinacija elektronov in lukenj daje foton. Ko je dioda električno usmerjena v smeri naprej, oddaja nekoherentno svetlobo ozkega spektra. Ko se na vodnike LED privede napetost, se elektroni rekombinirajo z luknjami v napravi in sprostijo energijo v obliki fotonov. Ta učinek imenujemo elektroluminiscenca. Gre za pretvorbo električne energije v svetlobo. Barvo svetlobe določa vrzel v energijskem pasu materiala.

Svetleča dioda

Uporaba LED je koristna, saj porabi manj energije in proizvede manj toplote. LED trajajo dlje kot žarnice z žarilno nitko. LED bi lahko postali naslednja generacija razsvetljave in se uporabljajo kjer koli, kot so indikacijske luči, računalniške komponente, medicinske naprave, ure, armaturne plošče, stikala, optična vlakna , zabavna elektronika, gospodinjski aparati itd.

Optična vlakna

Optična vlakna ali optikavlaknoje plastično in prozorno vlakno iz plastike ali stekla. Je nekoliko debelejši od človeških las. Lahko deluje kot svetlobna cev ali valovod za prenašanje svetlobe med obema koncema vlakna. Optična vlakna običajno vključujejo tri koncentrične plasti: ajedro, obloga in jakna. Jedro, območje prepustnosti svetlobe vlaken, je osrednji del vlakna, ki je izdelan iz kremena. Obloga, zaščitna plast okoli jedra, je iz silicijevega dioksida.To ustvari optični valovod, ki omejuje svetlobo v jedru s popolnim odbojem na vmesniku obloge jedra.Jakna, neoptična plast okoli obloge je običajno sestavljena iz ene ali več plasti polimera, ki ščitijo kremen pred fizično ali okoljsko škodo.

Optična vlakna

“ali vrata s 3 vhodi ”

Skupaj z optičnim kablom so jakne na voljo v različnih barvah. Te barve omogočajo prepoznavanje optičnega kabla in vrsto kabla, s katerim se ukvarjamo. Na primer, oranžno obarvan kabel jasno označuje enodomno vlakno, rumeni pa avečmodalnivlakno. V enosmernem vlaknu se en način širi in svetlobni žarki potujejo naravnost skozi kabel. Vvečmodalnikabel, svetlobni žarki potujejo skozi kabel po različnih načinih.

Ti kabli se uporabljajo v telekomunikacijah, senzorjih, optičnih laserjih, biomedicini in v številnih drugih panogah. Prednosti uporabe optičnih vlaken vključujejo večjo pasovno širino, manj poslabšanja signala, breztežnost in tankost kot bakrena žica, stroškovno učinkovitost, fleksibilnost, zato se uporabljajo v medicinskih in mehanskih sistemih za slikanje.

Laserske diode

Laser (ojačanje svetlobe s stimuliranim oddajanjem sevanja) je vir zelo enobarvne, koherentne in usmerjene svetlobe. Deluje v pogojih stimuliranih emisij. Naloga laserske diode je pretvarjanje električne energije v svetlobno energijo, kot so infrardeče diode ali LED. Žarek tipičnega laserja ima 4 × 0,6 mm, ki se razteza na razdalji 15 metrov. Najpogostejši laserski laserji so injekcijski ali polprevodniški laserji. Polprevodniški laser se spreminja od drugih laserjev, kot so trdni, tekoči in plinski laserji

Laserske diode

Ko se na prehodu P-N uporabi napetost, nastane inverzija populacije elektronov, laserski žarek pa je na voljo iz polprevodniškega območja. Konci stika P-N laserske diode so poliranipovršinoin tako oddani fotoni odsevajo nazaj, da ustvarijo več elektronskih parov. Tako bodo ustvarjeni fotoni v fazi s prejšnjimi fotoni.

Uporaba optoelektronskih naprav

LED, ki ga upravlja omrežje Edgefxkits.com

1. LED bi lahko postala naslednja generacija razsvetljave in se uporablja kjer koli, na primer v indikacijskih lučeh, računalniških komponentah, medicinskih napravah, urah, instrumentnih ploščah, stikalih, optični komunikaciji, potrošniški elektroniki, gospodinjskih aparatih, prometni signalizaciji, avtomobilskih zavornih lučeh, 7-segmentnih zaslonih in neaktivni zasloni in se uporabljajo tudi v različnih projekti elektronike in elektrotehnike kot naprimer

Prikaz sporočila propelerja z virtualnimi LED
Samodejna luč v sili na osnovi LED
LED luč, ki deluje na omrežje
Prikaz klicanih telefonskih številk na sedemsegmentnem prikazu
Ulična luč s sončno svetlobo s samodejnim nadzorom intenzivnosti

2. Sončne celice se uporabljajo v elektrifikaciji podeželja, telekomunikacijskih sistemih, pomožnih navigacijskih sistemih za ocean in proizvodnji električne energije v vesolju ter sistemih za daljinsko spremljanje in nadzor ter se uporabljajo tudi v različnih projekti, ki temeljijo na sončni energiji kot naprimer

Sistem za merjenje sončne energije
Solar Street Light na osnovi Arduina
Sistem za samodejno namakanje s sončno energijo
Krmilnik polnjenja sončne energije
Sončna plošča za sledenje soncu

Projekt, ki temelji na soncu, od edgefxkits.com

3. Fotodiode se uporabljajo v številnih vrstah vezij in v različnih aplikacijah, kot so kamere, medicinski instrumenti, varnostna oprema, industrija, komunikacijske naprave in industrijska oprema.

4. Optična vlakna se uporabljajo v telekomunikacijah, senzorjih, optičnih laserjih, biomedicini in v mnogih drugih panogah.

5. Laser diode se uporabljajo v optični komunikaciji, optičnih pomnilnikih, vojaške aplikacije , CD predvajalniki, kirurški posegi, lokalna omrežja, komunikacije na dolge razdalje, optični pomnilniki, optična komunikacija in električni projekti kot je RF nadzorovano robotsko vozilo z razporeditvijo laserskih žarkov in tako naprej.

Gre torej za optoelektronske naprave, ki vključujejo laserske diode, foto diode, sončne celice, LED, optična vlakna.Te optoelektronske naprave se uporabljajo v različnih napravah elektronski projektni kompleti kot tudi v telekomunikacijah, vojaških storitvah in v medicinskih aplikacijah. Za več informacij o istem, prosimo, objavite svoja vprašanja s komentarjem spodaj.

Zasluge za fotografije: