Optoelektroniikka on optiikan ja elektroniikan välinen viestintä, joka sisältää laitteistolaitteen tutkimuksen, suunnittelun ja valmistuksen, joka muuntaa sähköenergiaa valoksi ja valo energiaksi puolijohteiden kautta. Tämä laite on valmistettu kiinteistä kiteisistä materiaaleista, jotka ovat kevyempiä kuin metallit ja painavampi kuin eristimet . Optoelektroniikkalaite on pohjimmiltaan elektroninen laite, johon liittyy valoa. Tämä laite löytyy monista optoelektroniikan sovelluksista, kuten sotilaspalveluista, televiestinnästä, automaattiset kulunvalvontajärjestelmät ja lääketieteelliset laitteet.
Optoelektroniikkalaitteet
Tämä akateeminen ala kattaa laajan valikoiman laitteita, mukaan lukien LEDit ja elementit, kuvan vastaanottolaitteet, tietonäytöt, optiset viestintäjärjestelmät, optiset varastot ja kaukokartoitusjärjestelmät jne. Esimerkkejä optoelektronisista laitteista ovat tietoliikennelaseri, sininen laser, valokuitu, LED-liikennevalot , valodiodit ja aurinkokennot.Suurin osaoptoelektronisten laitteiden joukosta (suora muunnos elektronien ja fotonien välillä) ovat LEDit, laserdiodit, valodiodit ja aurinkokennot.
Optoelektroniikkalaitteiden tyypit
Optoelektroniikka luokitellaan erityyppisiin, kuten
- Valodiodi
- Aurinkokennot
- Valoa lähettävät diodit
- Optinen kuitu
- Laserdiodit
Valodiodi
Valodiodi on puolijohdevalosensori, joka tuottaa jännitteen tai virran, kun valo putoaa risteykseen. Se koostuu aktiivisesta P-N-risteyksestä, jota käytetään päinvastaisessa suunnassa. Kun fotoni, jolla on paljon energiaa, osuu puolijohteeseen, syntyy elektroni tai reikäpari. Elektronit diffundoituvat risteykseen muodostaen sähkökentän.
Valodiodi
Tämä sähkökenttä tyhjennysvyöhykkeen yli on yhtä suuri kuin negatiivinen jännite puolueettoman diodin yli. Tätä menetelmää kutsutaan myös sisäiseksi valosähköiseksi vaikutukseksi. Tätä laitetta voidaan käyttää kolmessa tilassa:aurinkosähköaurinkokennona, eteenpäin esijännitettynä LEDinä ja taaksepäin esijännitettynä a valokuva-ilmaisin . Fotodiodeja käytetään monentyyppisissä piireissä ja erilaisissa sovelluksissa, kuten kameroissa, lääketieteellisissä instrumenteissa, turvalaitteissa, teollisuudessa, viestintälaitteissa ja teollisuuslaitteissa.
Aurinkokennot
Aurinkokenno tai valosähkökenno on elektroninen laite, joka muuntaa auringon energian suoraan sähköksi. Kun auringonvalo putoaa aurinkokennoon, se tuottaa sekä virtaa että jännitettä sähkövoiman tuottamiseksi. Auringonvaloa, joka koostuu fotoneista, säteilee auringosta. Kun fotonit osuvat aurinkokennon piiatomeihin, ne siirtävät energiansa elektronien menettämiseksi ja sitten nämä suurenergiset elektronit virtaavat ulkoiseen piiriin.
Aurinkokennot
Aurinkokenno koostuu kahdesta kerroksesta, jotka lyödään yhteen. Ensimmäinen kerros on ladattu elektronilla, joten nämä elektronit ovat valmiita siirtymään ensimmäisestä kerroksesta toiseen kerrokseen. Toisessa kerroksessa on joitain elektroneja viety pois, ja siksi se on valmis ottamaan lisää elektroneja. Aurinkokennojen edut ovat siinäOnei polttoaineen toimitus- ja kustannusongelmia. Nämä ovat erittäin luotettavia ja vaativat vain vähän huoltoa.
Aurinkokennoja voidaan käyttää maaseudun sähköistämisessä, televiestintäjärjestelmissä, valtameren navigointilaitteissa, sähköntuotantojärjestelmä avaruudessa ja etävalvonta- ja ohjausjärjestelmät .
Valoa lähettävät diodit
Valodiodi on P-N-puolijohdediodi, jossa elektronien ja reikien rekombinaatio tuottaa fotonin. Kun diodi on sähköisesti esijännitetty eteenpäin, se lähettää epäjohdonmukaista kapean spektrin valoa. Kun LEDin johtimiin kohdistetaan jännite, elektronit yhdistyvät uudelleen laitteen sisällä olevien reikien kanssa ja vapauttavat energiaa fotonien muodossa. Tätä vaikutusta kutsutaan elektroluminesenssiksi. Se on sähköenergian muuntaminen valoksi. Valon väri määräytyy materiaalin energiakaistavälin mukaan.
Valodiodi
LED: n käyttö on edullista, koska se kuluttaa vähemmän virtaa ja tuottaa vähemmän lämpöä. LEDit kestävät kauemmin kuin hehkulamput. LEDeistä voi tulla seuraavan sukupolven valaistus, ja niitä voidaan käyttää missä tahansa kuten merkkivaloissa, tietokonekomponenteissa, lääkinnällisissä laitteissa, kelloissa, kojetauluissa, kytkimissä, valokuituyhteys , viihde-elektroniikka, kodinkoneet , jne.
Optinen kuitu
Optinen kuitu tai optiikkakuituon muovista tai lasista valmistettu muovinen ja läpinäkyvä kuitu. Se on hiukan paksumpi kuin ihmisen hiukset. Se voi toimia valoputkena tai aaltojohtimena siirtää valoa kuidun kahden pään välillä. Optiset kuidut sisältävät yleensä kolme samankeskistä kerrosta: aydin, verhous ja takki. Ydin, kuidun valoa läpäisevä alue, on kuidun keskiosa, joka on valmistettu piidioksidista. Verhous, suojakerros ytimen ympärillä, on valmistettu piidioksidista.Tämä luo optisen aaltojohtimen, joka rajoittaa ytimen valoa heijastamalla ytimen päällysteen rajapintaa.Takki, verhouksen ympärillä oleva ei-optinen kerros koostuu tyypillisesti yhdestä tai useammasta polymeerikerroksesta, joka suojaa piidioksidia fysikaalisilta tai ympäristövahingoilta.
Optinen kuitu
Valokuitukaapelin lisäksi takkeja on saatavana eri väreinä. Nämä värit mahdollistavat valokuitujohdon ja kyseessä olevan kaapelityypin tunnistamisen. Esimerkiksi oranssinvärinen kaapeli osoittaa selvästi yksimoodikuidun, kun taas keltainen merkitsee amultimodekuitu. Yksimoodikuiduissa yksi tila etenee ja valonsäteet kulkevat suoraan kaapelin läpi. Jonkin sisällämultimodevalonsäteet kulkevat kaapelin läpi eri moodeja noudattaen.
Näitä kaapeleita käytetään tietoliikenteessä, antureissa, kuitulasereissa, biolääketieteessä ja monilla muilla teollisuudenaloilla. Optisen kuitukaapelin käytön etuihin kuuluu niiden suurempi kaistanleveys, vähemmän signaalin heikkenemistä, painottomuus ja ohuus kuin kuparilangalla, kustannustehokkuus, joustavuus ja siten niitä käytetään lääketieteellisissä ja mekaanisissa kuvantamisjärjestelmissä.
Laserdiodit
Laser (valon vahvistaminen stimuloidulla säteilyemissiolla) on erittäin yksivärisen, koherentin ja suunnatun valon lähde. Se toimii stimuloiduissa päästöolosuhteissa. Laserdiodin tehtävänä on muuntaa sähköenergia valoenergiaksi, kuten infrapunadiodit tai LEDit. Tyypillisen lasersäteen 4 × 0,6 mm: n säde ulottuu 15 metrin etäisyydelle. Yleisimmin käytettyjä lasereita ovat ruiskutuslaserit tai puolijohdelaserit. Puolijohdelaseri vaihtuu muista lasereista, kuten kiinteät, neste- ja kaasulaserit
Laserdiodit
Kun jännite kohdistetaan P-N-liitoksen yli, syntyy elektronien populaatioinversio ja sitten lasersäde on saatavissa puolijohdealueelta. Laserdiodin P-N-liitoksen päät ovat kiillotetutpinta-ja siten emittoituneet fotonit heijastuvat takaisin luodakseen lisää elektronipareja. Siten syntyvät fotonit ovat vaiheessa edellisten fotonien kanssa.
Optoelektroniikkalaitteiden sovellukset
Verkkovirtaa käyttävä LED: Edgefxkits.com
1. LEDit siitä voisi tulla seuraavan sukupolven valaistus, jota käytetään missä tahansa kuten merkkivaloissa, tietokonekomponenteissa, lääkinnällisissä laitteissa, kelloissa, kojetauluissa, kytkimissä, valokuituyhteydessä, kulutuselektroniikassa, kodinkoneissa, liikennesignaaleissa, auton jarruvaloissa, 7 segmentin näytössä passiiviset näytöt, ja niitä käytetään myös erilaisissa elektroniikan ja sähkötekniikan projektit kuten
- Potkurin sanomanäyttö virtuaalisilla LEDeillä
- LED-pohjainen automaattinen hätävalo
- Verkossa toimiva LED-valo
- Soitettujen puhelinnumeroiden näyttö seitsemän segmentin näytöllä
- Aurinkoenergialla toimiva led-katuvalo, automaattinen intensiteetin hallinta
2. Aurinkokennot ovat sovellettavissa maaseudun sähköistykseen, televiestintäjärjestelmiin, merenkulun navigointilaitteisiin ja sähköntuotantoon avaruudessa sekä etävalvonta- ja ohjausjärjestelmissä, ja niitä käytetään myös erilaisissa aurinkoenergiaan perustuvat projektit kuten
- Aurinkoenergian mittausjärjestelmä
- Arduino-pohjainen Solar Street Light
- Aurinkoenergialla toimiva automaattinen kastelujärjestelmä
- Aurinkoenergialatausohjain
- Auringon seuranta aurinkopaneeli
Aurinkopohjainen projekti osoitteesta edgefxkits.com
3. Valodiodit Niitä käytetään monenlaisissa piireissä ja erilaisissa sovelluksissa, kuten kameroissa, lääketieteellisissä instrumenteissa, turvalaitteissa, teollisuudessa, viestintälaitteissa ja teollisuuslaitteissa.
4. Optiset kuidut käytetään telekommunikaatiossa, antureissa, kuitulasereissa, biolääketieteessä ja monilla muilla teollisuudenaloilla.
5. Laser diodit käytetään valokuituviestinnässä, optisissa muisteissa, sotilaallisiin sovelluksiin , CD-soittimet, kirurgiset toimenpiteet, lähiverkot, kaukoliikenne, optiset muistit, valokuituviestintä ja in sähköprojektit kuten RF-ohjattu robottiajoneuvo, jossa on lasersäteen järjestely ja niin edelleen.
Kyse on siis optoelektronisista laitteista, joihin kuuluvat laserdiodit, valodiodit, aurinkokennot, LEDit, optiset kuidut.Näitä optoelektronisia laitteita käytetään eri tavoin elektroniset projektisarjat samoin kuin televiestinnässä, sotilaspalveluissa ja lääketieteellisissä sovelluksissa. Jos haluat lisätietoja samasta, lähetä kyselysi kommentoimalla alla.
Valokuvahyvitykset:
- Laserdiodit tutorvista
- Optoelektroniset laitteet channel4learning
- Valodiodi kirjoittanut köyhdytetty kraniumi
- Aurinkokennot pveducation
- Valoa lähettävät diodit fotobiologia
- Optinen kuitu elektroniikka viikoittain
