Optoelektronická zařízení: popis, klasifikace, aplikace a typy

Moderní věda se aktivně rozvíjí v různých směrech a snaží se pokrýt všechny možné potenciálně užitečné oblasti činnosti. Ze všeho je nutné izolovat optoelektronická zařízení, která jsou použita jak v procesu přenosu dat, tak i jejich ukládání nebo zpracování. Používají se téměř všude, kde se používá více či méně sofistikovaná technologie.

Co to je?

Optoelektronická zařízení, také známá jako optočleny, rozumějí speciálním polovodičovým zařízením schopným vysílat a přijímat záření. Tyto prvky konstrukce se nazývají fotodetektory a světelné zdroje. Mohou mít různé možnosti komunikace mezi sebou. Princip fungování takových výrobků je založen na transformaci elektřiny na světlo, jakož i na opačné straně této reakce. V důsledku toho může jedno zařízení vyslat určitý signál a druhý přijme a "dešifruje". Optoelektronická zařízení se používají v:

• komunikační jednotky zařízení;
• vstupní obvody měřících přístrojů;
• obvody vysokého napětí a vysokého proudu;
• silné tyristory a triaky;
• relé zařízení a tak dále.

Všechny tyto produkty lze rozdělit do několika základních skupin, v závislosti na jejich jednotlivých složkách, konstrukcích nebo jiných faktorech. O tom níže.

Emitor

Optoelektronická zařízení a zařízení jsou vybavena systémy přenosu signálu. Jsou nazývány radiátory a v závislosti na typu jsou výrobky rozděleny takto:

• Laserové a světelné diody. Takové prvky patří mezi nejvíce univerzální. Jsou charakterizovány vysokou účinností, velmi úzkým spektrem paprsků (tento parametr je také znám jako kvázi chromaticita), dostatečně širokým rozsahem provozu, udržováním jasného směru záření a velmi vysokou rychlostí provozu. Zařízení s podobnými radiátory pracují velmi dlouho a velmi spolehlivě, liší se v malých rozměrech a dokonale se projevují v oblasti mikroelektronických modelů.
• Elektroluminiscenční buňky. Takový konstrukční prvek nevykazuje zvláště vysoký parametr kvality konverze a nepracuje příliš dlouho. V tomto případě jsou zařízení velmi obtížně ovladatelná. Jsou však nejvhodnější pro fotorezistory a mohou být použity k vytváření vícečlánkových, multifunkčních struktur. Nicméně, vzhledem k jejich nedostatkům, nyní jsou radiátory tohoto typu používány poměrně zřídka, pouze když se s nimi opravdu nemohou zbavit.
• Neonové lampy. Návratové světlo těchto modelů je poměrně nízké a nevykazují poškození a nepracují dlouho. Liší se ve velkých velikostech. Používají se extrémně vzácně u některých typů přístrojů.
• Žárovky žhavé. Takové radiátory se používají pouze v rezistorových zařízeních a nikde jinde.

Výsledkem je, že LED a laserové modely jsou optimálně vhodné pro téměř všechny oblasti činnosti a pouze v některých oblastech, kde je jinak nemožné, používají se další možnosti.

Fotodetektor

Klasifikace optoelektronických zařízení se dělí také podle typu této části konstrukce. Jako přijímací prvek mohou být použity různé typy produktů.

• Všechny se týkají univerzálních zařízení, která mohou pracovat s přechodem typu open type. Nejčastěji je základem designu křemík, a proto výrobky dostávají poměrně širokou škálu citlivosti.
• Jedná se o jedinou alternativu, jejíž hlavní výhodou je velmi komplikovaná změna vlastností. To pomáhá realizovat všechny možné matematické modely. Fotorezistory jsou bohužel inerční, což významně snižuje rozsah jejich použití.

Beam příjem je jeden z nejzákladnějších prvků každého takového zařízení. Teprve po jejím přijetí začne další zpracování a nebude možné, pokud kvalita připojení není dostatečně vysoká. V důsledku toho je věnována velká pozornost návrhu fotodetektoru.

Optický kanál

Vlastnosti návrhu výrobků lze dobře prokázat pomocí systému označení pro fotoelektronická a optoelektronická zařízení. To platí i pro kanál přenosu dat. Existují tři hlavní možnosti:

• Prodloužený kanál. Fotodetektor v takovém modelu je vzdálený v dostatečně vážné vzdálenosti od optického kanálu a vytváří tak speciální světelný průvodce. Právě tato verze návrhu se aktivně používá v počítačových sítích pro aktivní přenos dat.
• Uzavřený kanál. Tento typ konstrukce využívá speciální ochranu. Perfektně chrání kanál před vnějšími vlivy. Modely se používají pro galvanický izolační systém. Jedná se o poměrně novou a slibnou technologii, která se neustále zlepšuje a postupně nahrazuje elektromagnetické relé.
• Otevřený kanál. Tento návrh znamená vzduchovou mezeru mezi fotodetektorem a chladičem. Modely se používají v diagnostických systémech nebo různých senzorech.

Spektrální rozsah

Z pohledu tohoto indikátoru lze všechny typy optoelektronických zařízení rozdělit na dva typy:

• Střední rozsah. V tomto případě se vlnová délka pohybuje od 0,8 do 1,2 μm. Nejčastěji se tento systém používá v zařízeních, která používají otevřený kanál.
• Daleko od sebe. Zde je vlnová délka již 0,4-0,75 μm. Používá se ve většině druhů jiných výrobků tohoto typu.

Výstavba

Podle tohoto ukazatele jsou optoelektronická zařízení rozdělena do tří skupin:

• Zvláštní. Patří sem zařízení vybavená několika radiátory a fotodetektory, senzory přítomnosti, poloha, kouř a tak dále.
• Integrální. U takových modelů se navíc používají speciální logické obvody, komparátory, zesilovače a další zařízení. Mimo jiné jsou výstupy a vstupy z nich galvanicky odděleny.
• Elementární. Jedná se o nejjednodušší verzi produktů, ve kterých jsou přijímač a chladič přítomny pouze v jedné kopii. Mohou být jak tyristorové, tak tranzistorové, diodové, odporové a obecně i jiné.

Nástroje mohou být použity všemi třemi skupinami nebo jednotlivě. Konstruktivní prvky hrají významnou roli a přímo ovlivňují funkčnost produktu. Současně složité vybavení může používat nejjednodušší, základní odrůdy, pokud je to vhodné. Ale konverzace je také pravdivá.

Optoelektronická zařízení a jejich aplikace

Z hlediska používání zařízení lze všechny rozdělit do 4 kategorií:

• Integrované obvody. Aplikoval v různých zařízeních. Princip je používán mezi různými prvky konstrukce pomocí samostatných částí, které jsou navzájem izolovány. To zabraňuje interakci součástí jiným způsobem, než je poskytováno vývojářem.
• Izolace. V tomto případě se používají speciální páry optických rezistorů, jejich diody, tyristorové nebo tranzistorové odrůdy apod.
• Konverze. Jedná se o jedno z nejběžnějších použití. V něm je proud transformován na světlo a používán tímto způsobem. Jednoduchým příkladem jsou všechny druhy lamp.
• Inverzní transformace. Toto je zcela opačná verze, ve které se světlo mění na proud. Používá se k vytváření všech druhů přijímačů.

Ve skutečnosti je obtížné si představit téměř jakékoliv zařízení, které pracuje s elektřinou a nemá žádnou verzi optoelektronických komponent. Mohou být prezentovány v malém počtu, ale budou stále přítomny.

Výsledky

Všechna optoelektronická zařízení, tyristory, diody, polovodičová zařízení jsou konstrukční prvky různých typů zařízení. Umožňují člověku přijímat světlo, přenášet informace, zpracovávat nebo dokonce ho ukládat.