Оптоелектрониката е комуникацията между оптика и електроника, която включва проучване, проектиране и производство на хардуерно устройство, което преобразува електрическа енергия в светлина и светлина в енергия чрез полупроводници. Това устройство е направено от твърди кристални материали, които са по-леки от металите и по-тежки от изолаторите . Устройството за оптоелектроника е основно електронно устройство, включващо светлина. Това устройство може да се намери в много приложения за оптоелектроника като военни услуги, телекомуникации, системи за автоматичен контрол на достъпа и медицинско оборудване.

“diy променливо захранване с пейка ”

Оптоелектронни устройства

Тази академична област обхваща широка гама от устройства, включително светодиоди и елементи, устройства за вземане на изображения, информационни дисплеи, оптични комуникационни системи, оптични хранилища и системи за дистанционно наблюдение и др. Примери за оптоелектронни устройства включват телекомуникационен лазер, син лазер, оптични влакна, LED светофари , фото диоди и слънчеви клетки.Мнозинствоот оптоелектронните устройства (директно преобразуване между електрони и фотони) са светодиоди, лазерни диоди, фотодиоди и слънчеви клетки.

Видове оптоелектронни устройства

Оптоелектрониката се класифицира в различни видове като

Фотодиод
Слънчеви клетки
Светоизлъчващи диоди
Оптични влакна
Лазерни диоди

Фото диод

Фото диодът е полупроводников светлинен сензор, който генерира напрежение или ток, когато светлината падне върху кръстовището. Състои се от активен P-N кръстовище, което се задейства в обратна посока. Когато фотон с много енергия удари полупроводника, се създава електрон или двойка дупки. Електроните дифузират към прехода, за да образуват електрическо поле.

Фото диод

Това електрическо поле в зоната на изчерпване е равно на отрицателно напрежение в непредубедения диод. Този метод е известен още като вътрешен фотоелектричен ефект. Това устройство може да се използва в три режима:фотоволтаичникато слънчева клетка, пристрастена напред като LED и обратна като a фотодетектор . Фотодиодите се използват в много видове схеми и различни приложения като камери, медицински инструменти, предпазни съоръжения, индустрии, комуникационни устройства и промишлени съоръжения.

Слънчеви клетки

Слънчевата клетка или фотоволтаичната клетка е електронно устройство, което директно преобразува слънчевата енергия в електричество. Когато слънчевата светлина попадне върху слънчева клетка, тя произвежда както ток, така и напрежение за производство на електрическа енергия. Слънчевата светлина, която е съставена от фотони, излъчва от слънцето. Когато фотоните удрят силициевите атоми на слънчевата клетка, те прехвърлят енергията си, за да загубят електрони, а след това тези високоенергийни електронни потоци към външна верига.

Слънчеви клетки

Слънчевата клетка се състои от два слоя, които са ударени заедно. Първият слой е зареден с електрони, така че тези електрони са готови да скочат от първия слой към втория слой. Във втория слой са отнети някои електрони и следователно той е готов да поеме повече електрони. Предимствата на слънчевите клетки са в товаеняма проблем с доставката на гориво и разходите. Те са много надеждни и изискват малко поддръжка.

Слънчевите клетки са приложими в електрификацията на селските райони, телекомуникационните системи, океанските навигационни средства, система за производство на електроенергия в космоса и системи за дистанционно наблюдение и контрол .

Светодиоди

Светодиод е P-N полупроводников диод, при който рекомбинацията на електрони и дупки дава фотон. Когато диодът е електрически пристрастен в посока напред, той излъчва некохерентна светлина с тесен спектър. Когато напрежението е приложено към проводниците на светодиода, електроните се рекомбинират с отворите в устройството и освобождават енергия под формата на фотони. Този ефект се нарича електролуминесценция. Това е превръщането на електрическата енергия в светлина. Цветът на светлината се определя от празнината на енергийната лента на материала.

Светодиод

Използването на LED е изгодно, тъй като консумира по-малко енергия и произвежда по-малко топлина. Светодиодите продължават по-дълго от лампите с нажежаема жичка. Светодиодите могат да се превърнат в следващото поколение осветление и да се използват навсякъде като индикаторни лампи, компютърни компоненти, медицински устройства, часовници, арматурни табла, ключове, оптична комуникация , потребителска електроника, домакински уреди и т.н.

Оптични влакна

Оптично влакно или оптикафибрие пластмасово и прозрачно влакно, направено от пластмаса или стъкло. Той е малко по-дебел от човешки косъм. Той може да функционира като светлинна тръба или вълновод за предаване на светлина между двата края на влакното. Оптичните влакна обикновено включват три концентрични слоя: aядро, облицовка и яке. Сърцевината, светлопропускаща област на влакното, е централната част на влакното, която е направена от силициев диоксид. Облицовката, защитният слой около сърцевината, е направена от силициев диоксид.Това създава оптичен вълновод, който ограничава светлината в сърцевината чрез пълно отражение на интерфейса на облицовката на сърцевината.Яке, Неоптичният слой около облицовката, обикновено се състои от един или повече слоеве от полимер, които предпазват силициевия диоксид от физически или екологични щети.

Оптични влакна

Наред с оптичния кабел, якетата се предлагат в различни цветове. Тези цветове позволяват разпознаването на оптичния кабел и вида на кабела, с който се работи. Например, оранжев цвят кабел ясно показва едномодово влакно, докато жълт показва aмногомодовфибри. В едномодовото влакно един режим се разпространява и светлинните лъчи преминават направо през кабела. Вмногомодовкабел, светлинните лъчи преминават през кабела, следвайки различни режими.

Тези кабели се използват в телекомуникациите, сензорите, влакнестите лазери, биомедицините и в много други индустрии. Предимствата на използването на кабел с оптични влакна включват тяхната по-висока честотна лента, по-малко влошаване на сигнала, безтегловност и тънкост от медната жица, икономическа ефективност, гъвкавост и следователно те се използват в медицински и механични системи за изображения.

Лазерни диоди

Лазерът (усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на лъчение) е източник на силно монохроматична, кохерентна и насочена светлина. Той работи при условия на стимулирани емисии. Функцията на лазерния диод е да преобразува електрическата енергия в светлинна енергия като инфрачервени диоди или светодиоди. Лъчът на типичен лазер има 4 × 0,6 мм, простиращ се на разстояние 15 метра. Най-често използваните лазери са инжекционни лазери или полупроводникови лазери. Полупроводниковият лазер се променя от други лазери като твърди, течни и газови лазери

Лазерни диоди

Когато се прилага напрежение през прехода P-N, се получава инверсия на населението на електроните и тогава лазерният лъч е достъпен от полупроводниковата област. Краищата на P-N прехода на лазерния диод са полираниповърхности следователно излъчените фотони отразяват обратно, за да създадат повече електронни двойки. По този начин генерираните фотони ще бъдат във фаза с предишните фотони.

Приложения на оптоелектронни устройства

Светодиод, управляван от мрежата от Edgefxkits.com

1. Светодиоди може да се превърне в следващото поколение осветление и да се използва навсякъде като индикаторни лампи, компютърни компоненти, медицински устройства, часовници, арматурни табла, ключове, оптична комуникация, потребителска електроника, домакински уреди, пътна сигнализация, автомобилни спирачни светлини, 7 сегментни дисплеи и неактивни дисплеи и също се използват в различни електронни и електротехнически проекти като

Показване на съобщение на витлото чрез виртуални светодиоди
LED базирана автоматична аварийна светлина
Мрежово задвижвана LED светлина
Показване на набрани телефонни номера на седемсегментен дисплей
Соларно светодиодно улично осветление с автоматичен контрол на интензитета

2. Слънчевите клетки са приложими в електрификацията на селските райони, телекомуникационните системи, помощните средства за навигация в океана и производството на електроенергия в космоса и системите за дистанционно наблюдение и контрол и също се използват в различни проекти, базирани на слънчева енергия като

Система за измерване на слънчева енергия
Слънчева улична светлина, базирана на Arduino
Слънчева система за автоматично напояване
Контролер за зареждане на слънчева енергия
Слънчев панел Sun Tracking

Слънчев проект от edgefxkits.com

3. Фотодиоди се използват в много видове схеми и различни приложения като камери, медицински инструменти, предпазни съоръжения, индустрии, комуникационни устройства и промишлени съоръжения.

“общ анод 7 сегмент дисплей лист с данни ”

4. Оптични влакна се използват в телекомуникациите, сензорите, влакнестите лазери, биомедицините и в много други индустрии.

5. Лазерът диоди се използват при оптична комуникация, оптични памет, военни приложения , CD плейъри, хирургични процедури, локални мрежи, комуникации на дълги разстояния, оптични памет, оптични комуникации и в електрически проекти като RF контролирано роботизирано превозно средство с лазерна аранжировка и т.н.

По този начин става въпрос за оптоелектронните устройства, които включват лазерни диоди, фотодиоди, слънчеви клетки, светодиоди, оптични влакна.Тези оптоелектронни устройства се използват в различни електронни комплекти за проекти както и в телекомуникациите, военните услуги и в медицинските приложения. За повече информация относно същото, моля публикувайте вашите запитвания, като коментирате по-долу.

Кредити за снимки: