Оптоэлектроника - это связь между оптикой и электроникой, которая включает в себя изучение, проектирование и производство аппаратного устройства, которое преобразует электроэнергия в свет и свет в энергию через полупроводники. Это устройство изготовлено из твердых кристаллических материалов, которые легче металлов и тяжелее изоляторов . Устройство оптоэлектроники - это в основном электронное устройство, использующее свет. Это устройство можно найти во многих приложениях оптоэлектроники, таких как военные службы, телекоммуникации, системы автоматического контроля доступа и медицинское оборудование.

Оптоэлектронные устройства

Эта академическая область охватывает широкий спектр устройств, включая светодиоды и элементы, устройства приема изображения, информационные дисплеи, системы оптической связи, оптические накопители и системы дистанционного зондирования и т. Д. Примеры оптоэлектронных устройств включают телекоммуникационный лазер, синий лазер, оптическое волокно, Светодиодные светофоры , фотодиоды и солнечные элементы.БольшинствоИз оптоэлектронных устройств (прямое преобразование между электронами и фотонами) являются светодиоды, лазерные диоды, фотодиоды и солнечные элементы.

Типы оптоэлектронных устройств

Оптоэлектроника подразделяется на разные типы, такие как

Фотодиод
Солнечные батареи
Светодиоды
Оптоволокно
Лазерные диоды

Фото диод

Фотодиод - это полупроводниковый датчик света, который генерирует напряжение или ток, когда свет падает на переход. Он состоит из активного P-N перехода, который работает в режиме обратного смещения. Когда фотон с большой энергией ударяется о полупроводник, создается пара электронов или дырок. Электроны диффундируют к переходу, образуя электрическое поле.

Фото диод

Это электрическое поле в зоне обеднения равно отрицательному напряжению на несмещенном диоде. Этот метод также известен как внутренний фотоэлектрический эффект. Это устройство можно использовать в трех режимах:фотоэлектрическийкак солнечный элемент, с прямым смещением как светодиод и обратным смещением как фотодетектор . Фотодиоды используются во многих типах цепей и различных приложениях, таких как камеры, медицинские инструменты, оборудование для обеспечения безопасности, промышленность, устройства связи и промышленное оборудование.

Солнечные батареи

Солнечный элемент или фотоэлектрический элемент - это электронное устройство, которое напрямую преобразует солнечную энергию в электричество. Когда солнечный свет падает на солнечный элемент, он производит как ток, так и напряжение для выработки электроэнергии. Солнечный свет, состоящий из фотонов, излучается солнцем. Когда фотоны попадают на атомы кремния солнечного элемента, они передают свою энергию, теряя электроны, а затем эти высокоэнергетические электроны перетекают во внешнюю цепь.

Солнечные батареи

“стробоскоп, который мигает, чтобы бить ”

Солнечный элемент состоит из двух слоев, соединенных вместе. Первый слой загружен электронами, поэтому эти электроны готовы перейти с первого слоя на второй. У второго слоя отнято некоторое количество электронов, и поэтому он готов принять больше электронов. Преимущества солнечных батарей в том, чтоявляетсянет проблем с поставкой топлива и стоимостью. Они очень надежны и не требуют особого обслуживания.

Солнечные элементы применимы в сельской электрификации, телекоммуникационных системах, средствах навигации в океане, система выработки электроэнергии в космосе и системы удаленного мониторинга и управления .

“что такое протокол и его типы ”

Светодиоды

Светодиод представляет собой полупроводниковый диод P-N, в котором рекомбинация электронов и дырок дает фотон. Когда диод электрически смещен в прямом направлении, он излучает некогерентный свет узкого спектра. Когда на выводы светодиода подается напряжение, электроны рекомбинируют с отверстиями внутри устройства и выделяют энергию в виде фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией. Это преобразование электрической энергии в свет. Цвет света определяется шириной запрещенной зоны материала.

Светодиод

Использование светодиода выгодно, поскольку он потребляет меньше энергии и выделяет меньше тепла. Светодиоды служат дольше, чем лампы накаливания. Светодиоды могут стать следующим поколением освещения и использоваться где угодно, например, в индикаторных лампах, компьютерных компонентах, медицинских устройствах, часах, приборных панелях, переключателях, волоконно-оптическая связь , бытовая электроника, бытовая техника , так далее.

Оптоволокно

Оптическое волокно или оптикаволокнопредставляет собой пластиковое и прозрачное волокно из пластика или стекла. Он несколько толще человеческого волоса. Он может работать как световод или волновод для передачи света между двумя концами волокна. Оптические волокна обычно включают три концентрических слоя:основной, обшивка и куртка. Сердцевина, светопропускающая область волокна, представляет собой центральную часть волокна, сделанного из диоксида кремния. Оболочка, защитный слой вокруг сердечника, сделана из кремнезема..Это создает оптический волновод, который ограничивает свет в сердцевине за счет полного отражения на границе раздела сердцевина-оболочка.Пиджакнеоптический слой вокруг оболочки, как правило, состоит из одного или нескольких слоев полимера, который защищает диоксид кремния от физических повреждений или повреждений окружающей среды.

Оптоволокно

Наряду с оптоволоконным кабелем доступны куртки разных цветов. Эти цвета позволяют распознать оптоволоконный кабель и тип кабеля, с которым он работает. Например, оранжевый кабель четко указывает на одномодовое волокно, а желтый - на наличие.многомодовыйволокно. В одномодовом волокне распространяется одна мода, и световые лучи проходят прямо через кабель. ВмногомодовыйВ кабеле световые лучи проходят через кабель в разных режимах.

Эти кабели используются в телекоммуникациях, датчиках, волоконных лазерах, биомедицине и во многих других отраслях промышленности. Преимущества использования оптоволоконного кабеля включают более широкую полосу пропускания, меньшее ухудшение качества сигнала, невесомость и тонкость по сравнению с медным проводом, экономичность, гибкость, и, следовательно, они используются в медицинских и механических системах визуализации.

Лазерные диоды

Лазер (усиление света за счет вынужденного излучения) является источником высокомонохроматического, когерентного и направленного света. Он работает в условиях стимулированного излучения. Функция лазерного диода заключается в преобразовании электрической энергии в световую энергию, такую как инфракрасные диоды или светодиоды. Луч обычного лазера имеет размер 4 × 0,6 мм и выходит на расстояние 15 метров. Наиболее распространенными лазерами являются инжекционные лазеры или полупроводниковые лазеры. Полупроводниковый лазер отличается от других лазеров, таких как твердотельные, жидкостные и газовые лазеры.

Лазерные диоды

Когда напряжение прикладывается к переходу P-N, происходит инверсия населенности электронов, и тогда лазерный луч становится доступным из полупроводниковой области. Концы P-N перехода лазерного диода отполированы.поверхность, и, следовательно, излучаемые фотоны отражаются назад, создавая больше электронных пар. Таким образом, генерируемые фотоны будут в фазе с предыдущими фотонами.

Приложения оптоэлектронных устройств

Светодиод с питанием от сети от Edgefxkits.com

1. Светодиоды может стать следующим поколением освещения и использоваться повсюду, например, в сигнальных лампах, компьютерных компонентах, медицинских устройствах, часах, приборных панелях, переключателях, оптоволоконной связи, бытовой электронике, бытовой технике, светофорах, автомобильных стоп-сигналах, 7-сегментных дисплеях и неактивные дисплеи, а также используются в различных электронные и электротехнические проекты Такие как

Отображение сообщения Propeller виртуальными светодиодами
Светодиодный автоматический аварийный свет
Светодиодная лампа с питанием от сети
Отображение набранных телефонных номеров на семисегментном дисплее
Светодиодный уличный фонарь на солнечной энергии с автоматическим регулированием яркости

2. Солнечные элементы применимы в сельской электрификации, телекоммуникационных системах, средствах навигации в океане, производстве электроэнергии в космосе и системах дистанционного мониторинга и управления, а также используются в различных проекты на основе солнечной энергии Такие как

“электрическая схема переменного тока в постоянный ”

Система измерения солнечной энергии
Солнечный уличный фонарь на базе Arduino
Солнечная система автоматического полива
Контроллер заряда солнечной энергии
Солнечная панель слежения за солнцем

Проект на основе солнечной энергии от edgefxkits.com

3. Фотодиоды используются во многих типах цепей и различных приложениях, таких как камеры, медицинские инструменты, оборудование для обеспечения безопасности, промышленность, устройства связи и промышленное оборудование.

4. Оптические волокна используются в телекоммуникациях, датчиках, волоконных лазерах, биомедицине и во многих других отраслях промышленности.

5. Лазер диоды используются в волоконно-оптической связи, оптической памяти, военные приложения , CD-плееры, хирургические процедуры, локальные сети, междугородная связь, оптическая память, волоконно-оптическая связь и другие электрические проекты например, роботизированный автомобиль с радиочастотным управлением и системой лазерного луча и т. д.

Таким образом, речь идет об оптоэлектронных устройствах, которые включают лазерные диоды, фотодиоды, солнечные элементы, светодиоды, оптические волокна..Эти оптоэлектронные устройства используются в различных электронные комплекты проектов а также в телекоммуникациях, военных службах и в медицине. Для получения дополнительной информации о том же, пожалуйста, отправьте свои запросы, оставив комментарий ниже.

Фото: