Optoelektronikk er kommunikasjonen mellom optikk og elektronikk som inkluderer studier, design og produksjon av en maskinvareenhet som konverterer elektrisk energi til lys og lys til energi gjennom halvledere. Denne enheten er laget av faste krystallinske materialer som er lettere enn metaller og tyngre enn isolatorer . Optoelektronikk er i utgangspunktet en elektronisk enhet som involverer lys. Denne enheten finnes i mange optoelektroniske applikasjoner som militære tjenester, telekommunikasjon, automatiske tilgangskontrollsystemer og medisinsk utstyr.
Optoelektroniske enheter
Dette fagfeltet dekker et bredt spekter av enheter, inkludert lysdioder og elementer, bildeopptaksenheter, informasjonsdisplayer, optiske kommunikasjonssystemer, optiske lagringssystemer og fjernregistreringssystemer, etc. Eksempler på optoelektroniske enheter inkluderer telekommunikasjonslaser, blå laser, optisk fiber, LED trafikklys , fotodioder og solceller.Flertallav de optoelektroniske enhetene (direkte konvertering mellom elektroner og fotoner) er lysdioder, laserdioder, fotodioder og solceller.
Typer av optoelektroniske enheter
Optoelektronikk er klassifisert i forskjellige typer som
- Fotodiode
- Solceller
- Lysdioder
- Optisk fiber
- Laserdioder
Fotodiode
En fotodiode er en halvlederlyssensor som genererer en spenning eller strøm når lyset faller på krysset. Den består av et aktivt P-N-kryss, som drives i omvendt skjevhet. Når et foton med rikelig med energi treffer halvlederen, opprettes et elektron- eller hullpar. Elektronene diffunderer til krysset for å danne et elektrisk felt.
Fotodiode
Dette elektriske feltet over utarmingssonen er lik en negativ spenning over den objektive dioden. Denne metoden er også kjent som den indre fotoelektriske effekten. Denne enheten kan brukes i tre moduser:solcellersom en solcelle, forspent som en LED og omvendt forspent som en foto detektor . Fotodioder brukes i mange typer kretser og forskjellige applikasjoner, for eksempel kameraer, medisinske instrumenter, sikkerhetsutstyr, industri, kommunikasjonsutstyr og industrielt utstyr.
Solceller
En solcelle eller fotovoltaisk celle er en elektronisk enhet som direkte omdanner solens energi til elektrisitet. Når sollys faller på en solcelle, produserer den både en strøm og en spenning for å produsere elektrisk kraft. Sollys, som er sammensatt av fotoner, stråler fra solen. Når fotoner treffer silisiumatomene i solcellen, overfører de energien til å miste elektroner, og deretter strømmer disse høyenergi-elektronene til en ekstern krets.
Solceller
Solcellen består av to lag som treffes sammen. Det første laget er fylt med elektroner, så disse elektronene er klare til å hoppe fra det første laget til det andre laget. Det andre laget har noen elektroner tatt bort, og derfor er det klart til å ta flere elektroner. Fordelene med solceller er at dereringen drivstofftilførsel og kostnadsproblemer. Disse er veldig pålitelige og krever lite vedlikehold.
Solcellene kan brukes i landlig elektrifisering, telekommunikasjonssystemer, havnavigasjonshjelpemidler, elektrisk kraftproduksjonssystem i verdensrommet og fjernovervåking og kontrollsystemer .
Lysdioder
Lysdiode er en PN halvlederdiode der rekombinasjon av elektroner og hull gir et foton. Når dioden er elektrisk forspent i fremoverretningen, avgir den usammenhengende smalt spektrumlys. Når ledningen til LED-en påføres en spenning, rekombineres elektronene med hullene i enheten og frigjør energi i form av fotoner. Denne effekten kalles elektroluminescens. Det er konvertering av elektrisk energi til lys. Lysets farge bestemmes av energibåndgapet i materialet.
Lysdiode
Bruken av LED er fordelaktig da den bruker mindre strøm og produserer mindre varme. Lysdioder varer lenger enn glødelamper. LED kan bli neste generasjon av belysning og brukes hvor som helst i indikasjonslys, datamaskinkomponenter, medisinsk utstyr, klokker, instrumentpaneler, brytere, fiberoptisk kommunikasjon , forbrukerelektronikk, husholdningsapparater , etc.
Optisk fiber
En optisk fiber eller optikkfiberer en plast og gjennomsiktig fiber laget av plast eller glass. Det er noe tykkere enn et menneskehår. Det kan fungere som et lysrør eller bølgeleder for å overføre lys mellom de to endene av fiberen. Optiske fibre inkluderer vanligvis tre konsentriske lag: akjerne, en kledning og en jakke. Kjernen, et lysoverførende område av fiberen, er den sentrale delen av fiberen, som er laget av silika. Kledning, det beskyttende laget rundt kjernen, er laget av silisiumdioksyd.Dette skaper en optisk bølgeleder som begrenser lyset i kjernen ved total refleksjon ved grensesnittet til kjernekledningen.Jakke, det ikke-optiske laget rundt kledningen, består vanligvis av ett eller flere lag av en polymer som beskytter silisiumdioksydet mot fysisk eller miljøskade.
Optisk fiber
Sammen med den fiberoptiske kabelen er jakker tilgjengelig i forskjellige farger. Disse fargene gjør det mulig å gjenkjenne den fiberoptiske kabelen og hvilken type kabel man har å gjøre med. For eksempel indikerer en oransje fargekabel tydelig en enkeltmodusfiber, mens en gul indikerer enmultimodefiber. I enkeltmodusfiberen forplantes en modus og lysstrålene beveger seg rett gjennom kabelen. I enmultimodekabel, beveger lysstrålene seg gjennom kabelen i forskjellige moduser.
Disse kablene brukes i telekommunikasjon, sensorer, fiberlasere, biomedisinsk medisin og i mange andre bransjer. Fordelene ved å bruke optisk fiberkabel inkluderer deres høyere båndbredde, mindre signalnedbrytning, vektløshet og tynnhet enn en kobbertråd, kostnadseffektivitet, fleksibilitet, og dermed brukes de i medisinske og mekaniske bildesystemer.
Laserdioder
Laser (lysforsterkning ved stimulert stråling) er en kilde til svært monokromatisk, sammenhengende og retningsbestemt lys. Den fungerer under stimulert utslippstilstand. Funksjonen til en laserdiode er å konvertere elektrisk energi til lysenergi som infrarøde dioder eller lysdioder. Strålen til en typisk laser har 4 × 0,6 mm som strekker seg i en avstand på 15 meter. De vanligste lasere som brukes er injeksjonslasere eller halvlederlasere. Halvlederlaseren skifter fra andre lasere som faste, væske- og gasslasere
Laserdioder
Når en spenning påføres over P-N-krysset, produseres elektronens populasjonsinversjon, og deretter er laserstrålen tilgjengelig fra halvlederregionen. Endene på P-krysset til laserdioden er polertflate, og dermed reflekterer de sendte fotonene tilbake for å skape flere elektronpar. Dermed vil de genererte fotonene være i fase med de forrige fotonene.
Anvendelser av optoelektroniske enheter
Strømdrevet LED av Edgefxkits.com
1. LED-lys kan bli neste generasjon belysning og brukes hvor som helst i indikasjonslys, datamaskinkomponenter, medisinsk utstyr, klokker, instrumentpaneler, brytere, fiberoptisk kommunikasjon, forbrukerelektronikk, husholdningsapparater, trafikksignaler, bilbremselys, syv segmentdisplayer og inaktive skjermer, og brukes også i forskjellige elektroniske og elektrotekniske prosjekter som for eksempel
- Propellvisning av melding med virtuelle lysdioder
- LED-basert automatisk nødlys
- Strømdrevet LED-lys
- Visning av oppringte telefonnumre på syv segmentdisplay
- Solar Powered Led Street Light med automatisk intensitetskontroll
2. Solcellene kan brukes i elektrifisering på landsbygda, telekommunikasjonssystemer, navigasjonshjelpemidler til havet og generering av elektrisk kraft i rom og fjernovervåking og kontrollsystemer og brukes også i solenergibaserte prosjekter som for eksempel
- Måleenhet for solenergi
- Arduino-basert Solar Street Light
- Solar Powered Auto Irrigation System
- Solar Power Charge Controller
- Solsporing solcellepanel
Solbasert prosjekt fra edgefxkits.com
3. Fotodioder brukes i mange typer kretser og forskjellige applikasjoner som kameraer, medisinske instrumenter, sikkerhetsutstyr, bransjer, kommunikasjonsutstyr og industrielt utstyr.
4. Optiske fibre brukes i telekommunikasjon, sensorer, fiberlasere, biomedisinsk medisin og i mange andre bransjer.
5. Laseren dioder brukes i fiberoptisk kommunikasjon, optiske minner, militære applikasjoner , CD-spillere, kirurgiske inngrep, lokale nettverk, langdistansekommunikasjon, optiske minner, fiberoptisk kommunikasjon og inn elektriske prosjekter slik som RF-kontrollert robotkjøretøy med laserstrålearrangement og så videre.
Dette handler altså om optoelektroniske enheter som inkluderer laserdioder, fotodioder, solceller, lysdioder, optiske fibre.Disse optoelektroniske enhetene brukes i forskjellige elektroniske prosjektpakker så vel som innen telekommunikasjon, militære tjenester og medisinske applikasjoner. For mer informasjon om det samme, vennligst legg inn spørsmålene dine ved å kommentere nedenfor.
Fotokreditter:
- Laserdioder av tutorvista
- Optoelektroniske enheter av channel4learning
- Fotodiode av tømt kranium
- Solceller av pveducation
- Lysdioder av fotobiologi
- Optisk fiber av elektronisk ukentlig
