Optoelektronika to komunikacja między optyką a elektroniką, która obejmuje badanie, projektowanie i wytwarzanie sprzętu, który przekształca energia elektryczna w światło i światło w energię przez półprzewodniki. To urządzenie jest wykonane z litych materiałów krystalicznych, które są lżejsze od metali i cięższe niż izolatory . Urządzenie optoelektroniczne to w zasadzie urządzenie elektroniczne zawierające światło. To urządzenie można znaleźć w wielu zastosowaniach optoelektronicznych, takich jak służby wojskowe, telekomunikacja, automatyczne systemy kontroli dostępu i sprzęt medyczny.

Urządzenia optoelektroniczne

Ta dziedzina akademicka obejmuje szeroką gamę urządzeń, w tym diody i elementy LED, urządzenia odbierające obraz, wyświetlacze informacyjne, systemy komunikacji optycznej, pamięci optyczne i systemy teledetekcji itp. Przykłady urządzeń optoelektronicznych obejmują laser telekomunikacyjny, laser niebieski, światłowód, Światła drogowe LED , fotodiody i ogniwa słoneczne.Większośćurządzeń optoelektronicznych (bezpośrednia konwersja między elektronami i fotonami) to diody LED, diody laserowe, fotodiody i ogniwa słoneczne.

Rodzaje urządzeń optoelektronicznych

Optoelektronika dzieli się na różne typy, takie jak

Fotodioda
Ogniwa słoneczne
Diody emitujące światło
Światłowód
Diody laserowe

Dioda fotograficzna

Fotodioda to półprzewodnikowy czujnik światła, który generuje napięcie lub prąd, gdy światło pada na złącze. Składa się z aktywnego złącza P-N, które działa w układzie odwrotnym. Kiedy foton z dużą ilością energii uderza w półprzewodnik, powstaje para elektronów lub dziur. Elektrony dyfundują do złącza, tworząc pole elektryczne.

Dioda fotograficzna

To pole elektryczne w strefie zubożenia jest równe ujemnemu napięciu na nieobciążonej diodzie. Ta metoda jest również znana jako wewnętrzny efekt fotoelektryczny. To urządzenie może być używane w trzech trybach:fotowoltaikajako ogniwo słoneczne, spolaryzowane do przodu jako dioda LED i do tyłu jako fotodetektor . Fotodiody są używane w wielu typach obwodów i różnych zastosowaniach, takich jak kamery, instrumenty medyczne, sprzęt bezpieczeństwa, przemysł, urządzenia komunikacyjne i sprzęt przemysłowy.

Ogniwa słoneczne

Ogniwo słoneczne lub ogniwo fotowoltaiczne to urządzenie elektroniczne, które bezpośrednio przekształca energię słoneczną w energię elektryczną. Kiedy światło słoneczne pada na ogniwo słoneczne, wytwarza zarówno prąd, jak i napięcie, aby wytworzyć energię elektryczną. Światło słoneczne, które składa się z fotonów, promieniuje ze słońca. Kiedy fotony uderzają w atomy krzemu w ogniwie słonecznym, przekazują swoją energię w celu utraty elektronów, a następnie te wysokoenergetyczne elektrony przepływają do zewnętrznego obwodu.

Ogniwa słoneczne

Ogniwo słoneczne składa się z dwóch połączonych ze sobą warstw. Pierwsza warstwa jest naładowana elektronami, więc te elektrony są gotowe do przeskoczenia z pierwszej warstwy do drugiej warstwy. Druga warstwa ma zabrane trochę elektronów i dlatego jest gotowa na przyjęcie większej liczby elektronów. Oto zalety ogniw słonecznychjestbrak dostaw paliwa i problem z kosztami. Są one bardzo niezawodne i wymagają niewielkiej konserwacji.

“jak zrobić muzyczną kartkę z życzeniami ”

Ogniwa słoneczne mają zastosowanie w elektryfikacji obszarów wiejskich, systemach telekomunikacyjnych, pomocy w nawigacji oceanicznej, system wytwarzania energii elektrycznej w przestrzeni i systemy zdalnego monitorowania i sterowania .

Diody emitujące światło

Dioda LED jest diodą półprzewodnikową P-N, w której rekombinacja elektronów i dziur daje foton. Kiedy dioda jest elektrycznie spolaryzowana w kierunku do przodu, emituje niespójne światło o wąskim spektrum. Po przyłożeniu napięcia do przewodów diody LED elektrony ponownie łączą się z otworami w urządzeniu i uwalniają energię w postaci fotonów. Efekt ten nazywany jest elektroluminescencją. To zamiana energii elektrycznej na światło. Kolor światła zależy od pasma energetycznego materiału.

Dioda LED

Zastosowanie diody LED jest korzystne, ponieważ zużywa mniej energii i wytwarza mniej ciepła. Diody LED działają dłużej niż lampy żarowe. Diody LED mogą stać się następną generacją oświetlenia i być stosowane wszędzie, np. W lampkach sygnalizacyjnych, komponentach komputerowych, urządzeniach medycznych, zegarkach, tablicach przyrządów, przełącznikach, komunikacja światłowodowa , elektroniki użytkowej, sprzęt AGD itp.

Światłowód

Światłowód lub światłowódbłonnikto plastikowe i przezroczyste włókno wykonane z tworzywa sztucznego lub szkła. Jest nieco grubszy niż ludzki włos. Może działać jako światłowód lub falowód do przesyłania światła między dwoma końcami światłowodu. Światłowody zwykle zawierają trzy koncentryczne warstwy: ardzeń, okładzina i kurtka. Rdzeń, obszar światłowodu przepuszczający światło, jest środkową częścią włókna, która jest wykonana z krzemionki. Okładzina, warstwa ochronna wokół rdzenia, wykonana jest z krzemionki.Tworzy to światłowód, który ogranicza światło w rdzeniu poprzez całkowite odbicie na granicy płaszcza rdzenia.Kurtkawarstwa nieoptyczna wokół okładziny składa się zazwyczaj z jednej lub więcej warstw polimeru, które chronią krzemionkę przed uszkodzeniami fizycznymi lub środowiskowymi.

Światłowód

Wraz z kablem światłowodowym dostępne są kurtki w różnych kolorach. Kolory te pozwalają na rozpoznanie kabla światłowodowego i typu kabla, z którym mamy do czynienia. Na przykład kabel koloru pomarańczowego wyraźnie wskazuje na światłowód jednomodowy, a żółty - awielomodowybłonnik. W światłowodzie jednomodowym propaguje się jeden mod, a promienie świetlne przechodzą prosto przez kabel. Wwielomodowykabel, promienie światła przechodzą przez kabel w różnych trybach.

Kable te są wykorzystywane w telekomunikacji, czujnikach, laserach światłowodowych, biomedycynie i wielu innych gałęziach przemysłu. Zalety stosowania kabli światłowodowych obejmują większą przepustowość, mniejszą degradację sygnału, nieważkość i cienkość niż w przypadku drutu miedzianego, opłacalność, elastyczność, a zatem są wykorzystywane w medycznych i mechanicznych systemach obrazowania.

Diody laserowe

Laser (wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania) jest źródłem wysoce monochromatycznego, spójnego i kierunkowego światła. Działa w warunkach emisji stymulowanej. Funkcją diody laserowej jest zamiana energii elektrycznej na energię świetlną, na przykład diody podczerwone lub diody LED. Wiązka typowego lasera ma 4 × 0,6 mm rozciągającą się na odległość 15 metrów. Najczęściej używanymi laserami są lasery wtryskowe lub lasery półprzewodnikowe. Laser półprzewodnikowy różni się od innych laserów, takich jak lasery stałe, ciekłe i gazowe

Diody laserowe

Kiedy napięcie jest przyłożone do złącza P-N, następuje inwersja populacji elektronów, a następnie wiązka laserowa jest dostępna z obszaru półprzewodników. Końce złącza P-N diody laserowej są wypolerowanepowierzchniai stąd emitowane fotony odbijają się, tworząc więcej par elektronów. W ten sposób wygenerowane fotony będą w fazie z poprzednimi fotonami.

Zastosowania urządzeń optoelektronicznych

Dioda LED zasilana z sieci przez Edgefxkits.com

1. Diody LED może stać się następną generacją oświetlenia i być używanym wszędzie, np. w lampkach sygnalizacyjnych, komponentach komputerowych, urządzeniach medycznych, zegarkach, tablicach przyrządów, przełącznikach, komunikacji światłowodowej, elektronice użytkowej, sprzęcie AGD, sygnalizacjach drogowych, światłach hamowania samochodowego, wyświetlaczach 7-segmentowych nieaktywne wyświetlacze, a także używane w różnych projekty elektroniczne i elektrotechniczne Jak na przykład

Wyświetlanie wiadomości śmigła za pomocą wirtualnych diod LED
Automatyczne oświetlenie awaryjne oparte na diodach LED
Zasilane z sieci oświetlenie LED
Wyświetlanie wybranych numerów telefonów na wyświetlaczu siedmiosegmentowym
Oświetlenie uliczne LED zasilane energią słoneczną z automatyczną kontrolą natężenia

2. Ogniwa słoneczne mają zastosowanie w elektryfikacji obszarów wiejskich, systemach telekomunikacyjnych, oceanicznych pomocach nawigacyjnych i wytwarzaniu energii elektrycznej w kosmosie oraz zdalnych systemach monitorowania i sterowania, a także są używane w różnych projekty oparte na energii słonecznej Jak na przykład

System pomiaru energii słonecznej
Solarne oświetlenie uliczne oparte na Arduino
System automatycznego nawadniania zasilany energią słoneczną
Kontroler ładowania energii słonecznej
Panel słoneczny śledzący słońce

Projekt oparty na energii słonecznej z edgefxkits.com

3. Fotodiody są używane w wielu typach obwodów i różnych zastosowaniach, takich jak kamery, instrumenty medyczne, sprzęt bezpieczeństwa, przemysł, urządzenia komunikacyjne i sprzęt przemysłowy.

“działanie wykrywacza metalu ze schematem połączeń ”

4. Światłowody są stosowane w telekomunikacji, czujnikach, laserach światłowodowych, biomedycynie i wielu innych gałęziach przemysłu.

5. Laser diody stosowane są w komunikacji światłowodowej, pamięciach optycznych, zastosowania wojskowe , Odtwarzacze CD, zabiegi chirurgiczne, sieci lokalne, komunikacja na duże odległości, pamięci optyczne, komunikacja światłowodowa i in projekty elektryczne takie jak pojazd robotyczny sterowany radiowo z układem wiązki laserowej i tak dalej.

Chodzi więc o urządzenia optoelektroniczne, w skład których wchodzą diody laserowe, fotodiody, ogniwa słoneczne, diody LED, światłowody.Te urządzenia optoelektroniczne są używane w różnych elektroniczne zestawy projektowe a także w telekomunikacji, służbach wojskowych i zastosowaniach medycznych. Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zamieść swoje zapytania, komentując poniżej.

Kredyty fotograficzne: