La ciència moderna s'està desenvolupant activament en diverses direccions, intentant cobrir totes les possibles àrees d'activitat potencialment útils. Entre tot això, cal destacar els dispositius optoelectrònics, que s'utilitzen tant en el procés de transmissió de dades com en el seu emmagatzematge o tractament. S'utilitzen gairebé a tot arreu on s'utilitza tecnologia més o menys sofisticada.
Què és això?
Els dispositius optoelectrònics, també coneguts com a optoacobladors, són dispositius especials de tipus semiconductor capaços d'enviar i rebre radiació. Aquests elements estructurals s'anomenen fotodetector i emissor de llum. Poden tenir diferents opcions per comunicar-se entre ells. El principi de funcionament d'aquests productes es basa en la conversió d'electricitat en llum, així com en la inversa d'aquesta reacció. Com a resultat, un dispositiu pot enviar un senyal determinat, mentre que l' altre el rep i "desxifra". Els dispositius optoelectrònics s'utilitzen a:
- unitats de comunicació d'equips;
- circuits d'entrada dels dispositius de mesura;
- circuits d' alta tensió i alt corrent;
- tiristors i triacs potents;
- dispositius de retransmissió i aixísegüent.
Tots aquests productes es poden classificar en diversos grups bàsics, depenent dels seus components individuals, disseny o altres factors. Més informació a continuació.
Emissor
Els dispositius i dispositius optoelectrònics estan equipats amb sistemes de transmissió de senyal. S'anomenen emissors i, segons el tipus, els productes es divideixen de la següent manera:
- Làser i LED. Aquests elements es troben entre els més versàtils. Es caracteritzen per una alta eficiència, un espectre de feix molt estret (aquest paràmetre també es coneix com a quasi-cromaticitat), un rang de funcionament bastant ampli, mantenint una direcció clara de la radiació i una velocitat molt alta. Els dispositius amb aquests emissors funcionen durant molt de temps i són extremadament fiables, són de mida petita i funcionen bé en el camp dels models microelectrònics.
- Cèl·lules electroluminescents. Aquest element de disseny mostra un paràmetre de qualitat de conversió no molt elevat i no funciona durant massa temps. Al mateix temps, els dispositius són molt difícils de gestionar. No obstant això, són els més adequats per a fotoresistències i es poden utilitzar per crear estructures multi-elements i multifuncionals. No obstant això, a causa de les seves deficiències, ara els emissors d'aquest tipus s'utilitzen molt poques vegades, només quan realment no es poden prescindir d'ells.
- Llums de neó. La sortida de llum d'aquests models és relativament baixa i tampoc resisteixen bé els danys i no duren gaire. Es diferencien en mides grans. S'utilitzen molt poques vegades, en determinats tipus de dispositius.
- Làmpades incandescents. Aquests emissors només s'utilitzen en equips de resistències i en cap altre lloc.
Com a resultat, els models LED i làser s'adapten de manera òptima a gairebé totes les àrees d'activitat, i només en algunes zones on és impossible fer-ho d'una altra manera, s'utilitzen altres opcions.
Fotodetector
La classificació dels dispositius optoelectrònics també es fa segons el tipus d'aquesta part del disseny. Es poden utilitzar diferents tipus de productes com a element receptor.
- Fototiristors, transistors i díodes. Tots ells pertanyen a dispositius universals capaços de treballar amb una transició de tipus obert. Molt sovint, el disseny es basa en silici i, per això, els productes obtenen una gamma de sensibilitat força àmplia.
- Fotoresistències. Aquesta és l'única alternativa que té el principal avantatge de canviar les propietats d'una manera molt complexa. Això ajuda a implementar tot tipus de models matemàtics. Malauradament, les fotoresistències són inercials, la qual cosa redueix significativament l'abast de la seva aplicació.
La recepció del feix és un dels elements més bàsics de qualsevol dispositiu d'aquest tipus. Només després que es pugui rebre, s'inicia el processament posterior i no serà possible si la qualitat de la comunicació no és prou alta. Com a resultat, es presta molta atenció al disseny del fotodetector.
Canal òptic
El sistema de designació utilitzat per a dispositius fotoelectrònics i optoelectrònics pot mostrar bé les característiques de disseny dels productes. Això també s'aplica al canal de transmissió de dades. Hi ha tres opcions principals:
- Canal allargat. El fotodetector d'aquest model està prou lluny del canal òptic, formant una guia de llum especial. Aquesta opció de disseny és la que s'utilitza activament a les xarxes d'ordinadors per a la transferència de dades activa.
- Canal tancat. Aquest tipus de construcció utilitza una protecció especial. Protegeix perfectament el canal de les influències externes. S'apliquen models per a un sistema d'aïllament galvànic. Aquesta és una tecnologia força nova i prometedora, que ara s'està millorant contínuament i substituint gradualment els relés electromagnètics.
- Canal obert. Aquest disseny implica la presència d'un espai d'aire entre el fotodetector i l'emissor. Els models s'utilitzen en sistemes de diagnòstic o en diversos sensors.
Rang espectral
Des del punt de vista d'aquest indicador, tots els tipus de dispositius optoelectrònics es poden dividir en dos tipus:
- A prop de l'abast. La longitud d'ona en aquest cas oscil·la entre 0,8 i 1,2 micres. Molt sovint, aquest sistema s'utilitza en dispositius que utilitzen un canal obert.
- Llarg abast. Aquí la longitud d'ona ja és de 0,4-0,75 micres. S'utilitza en la majoria dels tipus d' altres productes d'aquest tipus.
Disseny
Segons aquest indicador, els dispositius optoelectrònics es divideixen en tres grups:
- Especial. Això inclou dispositius equipats amb diversos emissors i fotodetectors, sensors de presència, posició, fum, etc.
- Integral. En aquests models, també s'utilitzen circuits lògics especials, comparadors, amplificadors i altres dispositius. Entre altres coses, les seves sortides i entrades estan aïllades galvànicament.
- Primària. Aquesta és la versió més senzilla dels productes en què el receptor i l'emissor només estan presents en una còpia. Poden ser tant tiristor com transistor, díode, resistiu i, en general, qualsevol altre.
Els tres grups o cadascun per separat es poden utilitzar als dispositius. Els elements estructurals tenen un paper important i afecten directament la funcionalitat del producte. Al mateix temps, els equips complexos també poden utilitzar les varietats elementals més senzilles, si és adequat. Però també és cert el contrari.
Dispositius optoelectrònics i les seves aplicacions
Des del punt de vista de l'ús dels dispositius, tots es poden dividir en 4 categories:
- Circuits integrats. S'utilitza en una varietat de dispositius. El principi s'utilitza entre diferents elements estructurals utilitzant peces separades que estan aïllades les unes de les altres. Això evita que els components interaccionin d'una altra manera que no siguila proporcionada pel desenvolupador.
- Aïllament. En aquest cas, s'utilitzen parells de resistències òptiques especials, les seves varietats de díodes, tiristors o transistors, etc.
- Transformació. Aquest és un dels casos d'ús més habituals. En ella, el corrent es transforma en llum i s'aplica d'aquesta manera. Un exemple senzill són tot tipus de llums.
- Transformació inversa. Es tracta d'una versió totalment oposada, en què és la llum la que es transforma en corrent. S'utilitza per crear tot tipus de receptors.
De fet, és difícil imaginar gairebé qualsevol dispositiu que funcioni amb electricitat i que no tingui cap tipus de components optoelectrònics. És possible que es presentin en petit nombre, però continuaran presents.
Resultats
Tots els dispositius optoelectrònics, tiristors, díodes i dispositius semiconductors són elements estructurals de diferents tipus d'equips. Permeten a una persona rebre llum, transmetre informació, processar-la o fins i tot emmagatzemar-la.
