Az optoelektronika az optika és az elektronika közötti kommunikáció, amely magában foglalja egy olyan hardver eszköz tanulmányozását, tervezését és gyártását, amely átalakítja elektromos energia fénnyé és a fény energiává félvezetőkön keresztül. Ez az eszköz szilárd kristályos anyagokból készül, amelyek könnyebbek, mint a fémek nehezebb, mint a szigetelők . Az optoelektronikai eszköz alapvetően egy fényt magában foglaló elektronikus eszköz. Ez az eszköz számos optoelektronikai alkalmazásban megtalálható, például katonai szolgálatokban, telekommunikációban, automatikus beléptető rendszerek és orvosi berendezések.

Optoelektronikai eszközök

Ez a tudományos terület számos eszközre kiterjed, ideértve a LED-eket és elemeket, a képfelvevő eszközöket, az információs kijelzőket, az optikai kommunikációs rendszereket, az optikai tárolókat és a távérzékelő rendszereket stb. Az optoelektronikai eszközök közé tartoznak például a telekommunikációs lézer, a kék lézer, az optikai szál, LED jelzőlámpák , fotódiódák és napelemek.Többségaz optoelektronikus eszközök (közvetlen konverzió az elektronok és a fotonok között) LED-ek, lézerdiódák, fotódiódák és napelemek.

Az optoelektronikai eszközök típusai

Az optoelektronikát különféle típusokba sorolják, mint pl

Fotodióda
Napelemek
Fénykibocsátó diódák
Optikai szál
Lézerdiódák

Fotódióda

A fotódióda egy félvezető fényérzékelő, amely feszültséget vagy áramot generál, amikor a fény a csomópontra esik. Aktív P-N csomópontból áll, amelyet fordított előfeszítéssel működtetnek. Amikor egy nagy energiájú foton eltalálja a félvezetőt, elektron vagy lyukpár jön létre. Az elektronok az elágazáshoz diffundálva elektromos teret képeznek.

Fotódióda

Ez az elektromos tér a kimerülési zónán megegyezik a torzítatlan dióda negatív feszültségével. Ez a módszer belső fotoelektromos hatásként is ismert. Ez az eszköz három módban használható:fotovoltaikusmint napelem, előre előre LED-ként és hátra előfeszítve a fotódetektor . A fotodiódákat sokféle áramkörben és különféle alkalmazásokban használják, például kamerákban, orvosi műszerekben, biztonsági berendezésekben, iparban, kommunikációs eszközökben és ipari berendezésekben.

Napelemek

A napelem vagy a fotovoltás elem egy olyan elektronikus eszköz, amely közvetlenül a nap energiáját alakítja át elektromossággá. Amikor a napfény a napelemre esik, áramot és feszültséget is termel az elektromos energia előállításához. A fotonokból álló napfény sugárzik a napból. Amikor a fotonok eltalálják a napelem szilícium atomjait, energiájukat továbbítják, hogy elveszítsék az elektronokat, majd ezek a nagy energiájú elektronok egy külső áramkörbe áramlanak.

Napelemek

A napelem két rétegből áll, amelyeket összeütnek. Az első réteg tele van elektronokkal, így ezek az elektronok készek az első rétegről a második rétegre ugrani. A második rétegben néhány elektron elvitt, ezért kész több elektron felvételére. A napelemek előnyei ott vannakvannincs üzemanyag-ellátási és költségprobléma. Ezek nagyon megbízhatóak és kevés karbantartást igényelnek.

“hogyan készítsünk power bank töltőt ”

A napelemek alkalmazhatók a vidéki villamosításban, telekommunikációs rendszerekben, óceáni navigációs segédeszközökben, elektromos áramtermelő rendszer az űrben és távfelügyeleti és vezérlőrendszerek .

Fénykibocsátó diódák

Fénykibocsátó dióda egy P-N félvezető dióda, amelyben az elektronok és lyukak rekombinációja fotont eredményez. Amikor a dióda elektromosan el van torzítva előrefelé, összefüggéstelen keskeny spektrumú fényt bocsát ki. Amikor a LED vezetékeire feszültséget kapcsolnak, az elektronok újrakombinálódnak a készülékben lévő furatokkal, és energiát szabadítanak fel fotonok formájában. Ezt a hatást elektrolumineszcenciának nevezzük. Ez az elektromos energia fényvé alakítása. A fény színét az anyag energiasávja közötti rés határozza meg.

Fénykibocsátó dióda

A LED használata előnyös, mivel kevesebb energiát fogyaszt és kevesebb hőt termel. A LED-ek hosszabb ideig működnek, mint az izzólámpák. A LED-ek a világítás következő generációjává válhatnak, és bárhol használhatók, például jelzőlámpákban, számítógép-alkatrészekben, orvostechnikai eszközökben, órákban, műszerfalakban, kapcsolókban, száloptikai kommunikáció , a fogyasztói elektronika, Háztartási gépek stb.

Optikai szál

Optikai szál vagy optikarostegy műanyag és átlátszó szál műanyagból vagy üvegből. Némileg vastagabb, mint egy emberi haj. Fénycsőként vagy hullámvezetőként működhet a fény átadására a szál két vége között. Az optikai szálak általában három koncentrikus réteget tartalmaznak: amag, egy burkolat és egy kabát. A mag, a szál fényáteresztő régiója, a rost középső része, amely szilícium-dioxidból készül. A burkolat, a mag körüli védőréteg szilícium-dioxidból készül.Ez létrehoz egy optikai hullámvezetőt, amely a mag burkolatának felületén teljes visszaverődéssel korlátozza a mag fényét.dzsekiA burkolat körüli nem optikai réteg általában egy vagy több polimer rétegből áll, amely megvédi a szilícium-dioxidot a fizikai vagy környezeti károktól.

Optikai szál

Az optikai kábel mellett a kabátok különböző színekben kaphatók. Ezek a színek lehetővé teszik az üvegszálas kábel és a kábeltípus felismerését. Például egy narancssárga kábel egyértelműen jelzi az egymódú szálat, míg a sárga amultimódusrost. Az egymódusú szálban az egyik mód terjed, és a fénysugarak egyenesen haladnak a kábelen keresztül. Amultimóduskábelt, a fénysugarak különböző módokat követve haladnak át a kábelen.

Ezeket a kábeleket telekommunikációban, szenzorokban, szálas lézerekben, bio-orvostudományokban és számos más iparágban használják. Az optikai szálas kábel használatának előnyei közé tartozik a nagyobb sávszélesség, a rádióhuzalnál kisebb jelromlás, súlytalanság és vékonyság, a költséghatékonyság, a rugalmasság, ezért orvosi és mechanikus képalkotó rendszerekben használják őket.

Lézerdiódák

A lézer (a fénysugárzás stimulálása a sugárzás stimulálásával) erősen monokromatikus, koherens és irányított fényforrás. Stimulált emissziós körülmények között működik. A lézerdióda feladata az elektromos energia fényenergiává alakítása, például infravörös diódák vagy LED-ek. Egy tipikus lézernyaláb sugara 4 × 0,6 mm, amely 15 méteres távolságban nyúlik ki. A leggyakoribb lézerek az injektáló lézerek vagy a félvezető lézerek. A félvezető lézer más lézerekhez, például szilárd, folyékony és gáz lézerekhez képest változik

Lézerdiódák

Amikor feszültséget alkalmaznak a P-N csomóponton, akkor az elektronok populációs inverziója keletkezik, és akkor a félvezető régióból elérhető a lézersugár. A lézerdióda P-N csomópontjának végei csiszolódtakfelület, és ezért a kibocsátott fotonok visszaverődnek, hogy több elektronpárt hozzanak létre. Így a keletkező fotonok fázisban lesznek az előző fotonokkal.

Optoelektronikai eszközök alkalmazásai

Hálózati működtetésű LED az Edgefxkits.com által

1. LED-ek világítás következő generációjává válhat, és bárhol használható, például jelzőlámpákban, számítógép-alkatrészekben, orvostechnikai eszközökben, órákban, műszerfalakban, kapcsolókban, száloptikai kommunikációban, szórakoztató elektronikában, háztartási készülékekben, közlekedési jelzőkben, autóféklámpákban, 7 szegmensű kijelzőkben és inaktív kijelzők, és másként is használják elektronikai és villamosmérnöki projektek mint például

Propeller üzenet megjelenítése virtuális LED-ekkel
LED alapú automatikus vészvilágítás
Hálózati működtetésű LED fény
A tárcsázott telefonszámok megjelenítése a hét szegmens kijelzőjén
Napenergiával működő vezetékes utcai fény automatikus intenzitás-szabályozással

2. A napelemek alkalmazhatók a vidéki villamosításban, a távközlési rendszerekben, az óceáni navigációs segédeszközökben és az elektromos áramtermelésben az űrben, valamint a távfelügyeleti és -irányítási rendszerekben, és különböző napenergia alapú projektek mint például

Napenergia mérőrendszer
Arduino alapú Solar Street Light
Napenergiával működő automatikus öntözőrendszer
Napelemes töltésvezérlő
Napkövető napelem

Solar alapú projekt az edgefxkits.com webhelyről

3. Fotodiódák sokféle áramkörben és különféle alkalmazásokban használják, például kamerákban, orvosi műszerekben, biztonsági berendezésekben, iparban, kommunikációs eszközökben és ipari berendezésekben.

“hogyan működik a szárazelemes akkumulátor ”

4. Optikai szálak telekommunikációban, szenzorokban, szálas lézerekben, bio-orvostudományokban és számos más iparágban használják.

5. A lézer diódák száloptikai kommunikációban, optikai memóriákban, katonai alkalmazások , CD-lejátszók, sebészeti beavatkozások, helyi hálózatok, távolsági kommunikáció, optikai memóriák, száloptikai kommunikáció és in elektromos projektek mint például RF vezérlésű robotgépjármű lézersugár elrendezéssel és így tovább.

Így mindez az optoelektronikus eszközökről szól, amelyek lézerdiódákat, fotódiódákat, napelemeket, LED-eket, optikai szálakat tartalmaznak.Ezeket az optoelektronikai eszközöket különböző módon használják elektronikus projektkészletek valamint a telekommunikáció, a katonai szolgálatok és az orvosi alkalmazások területén. További információkért kérjük, tegye meg kérdéseit az alábbi megjegyzésekkel.

Fotók: