Modern bilim, çeşitli yönlerde aktif olarak gelişiyor ve olası tüm potansiyel olarak yararlı faaliyet alanlarını kapsamaya çalışıyor. Tüm bunların arasında, hem veri iletimi sürecinde hem de bunların depolanması veya işlenmesinde kullanılan optoelektronik cihazlar ayırt edilmelidir. Az ya da çok gelişmiş teknolojinin kullanıldığı hemen hemen her yerde kullanılırlar.
Bu nedir?
Optokuplörler olarak da bilinen optoelektronik cihazlar, radyasyon gönderip alabilen özel yarı iletken tipi cihazlardır. Bu yapısal elemanlara fotodedektör ve ışık yayıcı denir. Birbirleriyle iletişim kurmak için farklı seçenekleri olabilir. Bu tür ürünlerin çalışma prensibi, elektriğin ışığa dönüştürülmesi ve bu reaksiyonun tam tersi üzerine kuruludur. Sonuç olarak, bir cihaz belirli bir sinyali gönderirken diğeri onu alır ve "şifresini çözer". Optoelektronik cihazlar şu durumlarda kullanılır:
- ekipman iletişim birimleri;
- Ölçüm cihazlarının giriş devreleri;
- yüksek gerilim ve yüksek akım devreleri;
- güçlü tristörler ve triyaklar;
- röle cihazları vb.sonraki.
Bütün bu tür ürünler, bireysel bileşenlerine, tasarımına veya diğer faktörlere bağlı olarak birkaç temel gruba ayrılabilir. Aşağıda bununla ilgili daha fazla bilgi var.
Yayıcı
Optoelektronik cihazlar ve cihazlar sinyal iletim sistemleri ile donatılmıştır. Bunlara emitör denir ve türüne göre ürünler şu şekilde ayrılır:
- Lazer ve LED'ler. Bu tür unsurlar en çok yönlü olanlar arasındadır. Yüksek verimlilik, çok dar bir ışın spektrumu (bu parametre yarı renklilik olarak da bilinir), oldukça geniş bir çalışma aralığı, net bir radyasyon yönü ve çok yüksek hız ile karakterize edilirler. Bu tür emitörlere sahip cihazlar çok uzun süre çalışır ve son derece güvenilirdir, boyutları küçüktür ve mikroelektronik modeller alanında iyi performans gösterirler.
- Elektrolüminesan hücreler. Böyle bir tasarım öğesi, çok yüksek olmayan bir dönüştürme kalitesi parametresi gösterir ve çok uzun süre çalışmaz. Aynı zamanda, cihazların yönetimi çok zordur. Bununla birlikte, fotodirençler için en uygun olanlardır ve çok elemanlı, çok işlevli yapılar oluşturmak için kullanılabilirler. Bununla birlikte, eksiklikleri nedeniyle, artık bu tür yayıcılar oldukça nadiren, yalnızca gerçekten vazgeçilemeyecekleri zaman kullanılmaktadır.
- Neon lambalar. Bu modellerin ışık çıkışı nispeten düşüktür ve ayrıca hasara iyi dayanmazlar ve uzun süre dayanmazlar. Büyük boyutlarda farklılık gösterir. Belirli cihaz türlerinde çok nadiren kullanılırlar.
- Akkor lambalar. Bu tür yayıcılar yalnızca direnç ekipmanında kullanılır ve başka hiçbir yerde kullanılmaz.
Sonuç olarak, LED ve lazer modelleri neredeyse tüm faaliyet alanları için en uygun şekilde uygundur ve yalnızca başka türlü gerçekleştirmenin imkansız olduğu bazı alanlarda diğer seçenekler kullanılır.
Foto dedektörü
Optoelektronik cihazların sınıflandırılması da tasarımın bu kısmının tipine göre yapılmaktadır. Alıcı eleman olarak farklı tipte ürünler kullanılabilir.
- Fototiristörler, transistörler ve diyotlar. Hepsi açık tip geçişle çalışabilen evrensel cihazlara aittir. Çoğu zaman tasarım silikon bazlıdır ve bu nedenle ürünler oldukça geniş bir hassasiyet aralığına sahiptir.
- Fotodirençler. Bu, özellikleri çok karmaşık bir şekilde değiştirme avantajına sahip olan tek alternatiftir. Bu, her türlü matematiksel modelin uygulanmasına yardımcı olur. Ne yazık ki, uygulama kapsamını önemli ölçüde dar altan, eylemsiz olan fotodirençlerdir.
Işın alımı, bu tür herhangi bir cihazın en temel öğelerinden biridir. Ancak alındıktan sonra daha fazla işlem başlar ve iletişim kalitesi yeterince yüksek değilse mümkün olmayacaktır. Sonuç olarak, fotodedektörün tasarımına büyük önem verilir.
Optik kanal
Ürünlerin tasarım özellikleri, fotoelektronik ve optoelektronik cihazlar için kullanılan tanımlama sistemi ile iyi bir şekilde gösterilebilir. Bu aynı zamanda veri iletim kanalı için de geçerlidir. Üç ana seçenek vardır:
- Uzatılmış kanal. Böyle bir modeldeki fotodedektör, optik kanaldan yeterince uzaktadır ve özel bir ışık kılavuzu oluşturur. Aktif veri aktarımı için bilgisayar ağlarında aktif olarak kullanılan bu tasarım seçeneğidir.
- Kapalı kanal. Bu tür yapılar özel koruma kullanır. Kanalı dış etkilerden mükemmel şekilde korur. Galvanik izolasyon sistemi modelleri uygulanmaktadır. Bu, şu anda sürekli olarak geliştirilmekte olan ve kademeli olarak elektromanyetik rölelerin yerini alan oldukça yeni ve gelecek vaat eden bir teknolojidir.
- Kanalı aç. Bu tasarım, fotodedektör ve emitör arasında bir hava boşluğunun varlığını ima eder. Modeller, teşhis sistemlerinde veya çeşitli sensörlerde kullanılır.
Spektral aralık
Bu göstergenin bakış açısından, her tür optoelektronik cihaz iki türe ayrılabilir:
- Yakın menzil. Bu durumda dalga boyu 0.8-1.2 mikron arasındadır. Çoğu zaman, böyle bir sistem açık kanal kullanan cihazlarda kullanılır.
- Uzun menzil. Burada dalga boyu zaten 0.4-0.75 mikron. Bu türdeki diğer birçok ürün türünde kullanılır.
Tasarım
Bu göstergeye göre optoelektronik cihazlar üç gruba ayrılır:
- Özel. Buna çoklu emitörler ve fotodedektörler, varlık, konum, duman vb. için sensörler ile donatılmış cihazlar dahildir.
- İntegral. Bu tür modellerde ayrıca özel mantık devreleri, karşılaştırıcılar, yükselticiler ve diğer cihazlar kullanılmaktadır. Diğer şeylerin yanı sıra, çıkışları ve girişleri galvanik olarak yalıtılmıştır.
- İlköğretim. Bu, alıcı ve vericinin yalnızca bir kopya halinde bulunduğu ürünlerin en basit versiyonudur. Hem tristör hem de transistör, diyot, dirençli ve genel olarak başka herhangi biri olabilirler.
Cihazlarda her üç grup veya ayrı ayrı kullanılabilir. Yapısal unsurlar önemli bir rol oynar ve ürünün işlevselliğini doğrudan etkiler. Aynı zamanda, karmaşık ekipman, uygunsa, en basit, temel çeşitleri de kullanabilir. Ama bunun tersi de doğrudur.
Optoelektronik cihazlar ve uygulamaları
Cihazların kullanımı açısından, hepsi 4 kategoriye ayrılabilir:
- Entegre devreler. Çeşitli cihazlarda kullanılır. Prensip, birbirinden izole edilmiş ayrı parçalar kullanılarak farklı yapısal elemanlar arasında kullanılır. Bu, bileşenlerin başka herhangi bir şekilde etkileşime girmesini önler.geliştirici tarafından sağlanan.
- Yalıtım. Bu durumda özel optik direnç çiftleri, bunların diyot, tristör veya transistör çeşitleri vb. kullanılır.
- Dönüşüm. Bu, en yaygın kullanım durumlarından biridir. İçinde akım ışığa dönüştürülür ve bu şekilde uygulanır. Basit bir örnek, her türlü lambadır.
- Ters dönüşüm. Bu, ışığın akıma dönüştüğü tamamen zıt bir versiyondur. Her türlü alıcıyı oluşturmak için kullanılır.
Aslında, elektrikle çalışan ve bir çeşit optoelektronik bileşen içermeyen hemen hemen her cihazı hayal etmek zor. Küçük sayılarda sunulabilirler, ancak yine de mevcut olacaklar.
Sonuçlar
Tüm optoelektronik cihazlar, tristörler, diyotlar, yarı iletken cihazlar, farklı ekipman türlerinin yapısal elemanlarıdır. Bir kişinin ışığı almasına, bilgi iletmesine, işlemesine ve hatta saklamasına izin verir.
