Τύποι συσκευών οπτικοηλεκτρονικής με εφαρμογές

Τύποι συσκευών οπτικοηλεκτρονικής με εφαρμογές

Η οπτοηλεκτρονική είναι η επικοινωνία μεταξύ οπτικής και ηλεκτρονικής που περιλαμβάνει τη μελέτη, το σχεδιασμό και την κατασκευή μιας συσκευής υλικού που μετατρέπει ηλεκτρική ενέργεια σε φως και φως σε ενέργεια μέσω ημιαγωγών. Αυτή η συσκευή είναι κατασκευασμένη από στερεά κρυσταλλικά υλικά που είναι ελαφρύτερα από τα μέταλλα και βαρύτερο από τους μονωτές . Η συσκευή οπτικοηλεκτρονικής είναι βασικά μια ηλεκτρονική συσκευή που περιλαμβάνει φως. Αυτή η συσκευή μπορεί να βρεθεί σε πολλές εφαρμογές οπτικοηλεκτρονικής όπως στρατιωτικές υπηρεσίες, τηλεπικοινωνίες, αυτόματα συστήματα ελέγχου πρόσβασης και ιατρικός εξοπλισμός.



Συσκευές οπτικοηλεκτρονικής

Συσκευές οπτικοηλεκτρονικής

Αυτό το ακαδημαϊκό πεδίο καλύπτει ένα ευρύ φάσμα συσκευών που περιλαμβάνουν LED και στοιχεία, συσκευές λήψης εικόνων, οθόνες πληροφοριών, οπτικά συστήματα επικοινωνίας, οπτικές αποθήκες και συστήματα τηλεπισκόπησης κ.λπ. Παραδείγματα οπτικοηλεκτρονικών συσκευών περιλαμβάνουν λέιζερ τηλεπικοινωνιών, μπλε λέιζερ, οπτικές ίνες, Φανάρια LED , φωτοδίοδοι και ηλιακά κύτταρα.Η πλειοψηφίατων οπτικοηλεκτρονικών συσκευών (άμεση μετατροπή μεταξύ ηλεκτρονίων και φωτονίων) είναι LED, δίοδοι λέιζερ, φωτοδίοδοι και ηλιακά κύτταρα.






Τύποι συσκευών οπτικοηλεκτρονικής

Η οπτοηλεκτρονική ταξινομείται σε διαφορετικούς τύπους όπως

  • Φωτοδίοδος
  • Ηλιακά κύτταρα
  • Διόδους εκπομπής φωτός
  • Οπτική ίνα
  • Δίοδοι λέιζερ

Φωτογραφία Δίοδος

Η δίοδος φωτογραφίας είναι ένας αισθητήρας φωτός ημιαγωγού που παράγει τάση ή ρεύμα όταν το φως πέφτει στη διασταύρωση. Αποτελείται από μια ενεργή σύνδεση P-N, η οποία λειτουργεί με αντίστροφη προκατάληψη. Όταν ένα φωτόνιο με άφθονη ενέργεια χτυπά τον ημιαγωγό, δημιουργείται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων ή οπών. Τα ηλεκτρόνια διαχέονται στη διασταύρωση για να σχηματίσουν ένα ηλεκτρικό πεδίο.



Φωτογραφία Δίοδος

Φωτογραφία Δίοδος

Αυτό το ηλεκτρικό πεδίο κατά μήκος της ζώνης εξάντλησης ισούται με αρνητική τάση στην αμερόληπτη δίοδο. Αυτή η μέθοδος είναι επίσης γνωστή ως το εσωτερικό φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τρεις λειτουργίες:φωτοβολταϊκάως ηλιακή κυψέλη, προς τα εμπρός προκατειλημμένη ως LED και αντίστροφη μεροληψία ως α ανιχνευτής φωτογραφιών . Οι φωτοδίοδοι χρησιμοποιούνται σε πολλούς τύπους κυκλωμάτων και σε διαφορετικές εφαρμογές όπως κάμερες, ιατρικά όργανα, εξοπλισμοί ασφαλείας, βιομηχανίες, συσκευές επικοινωνίας και βιομηχανικοί εξοπλισμοί.

Ηλιακά κύτταρα

Η ηλιακή κυψέλη ή η φωτοβολταϊκή κυψέλη είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που μετατρέπει άμεσα την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Όταν το ηλιακό φως πέφτει σε ένα ηλιακό στοιχείο, παράγει τόσο ρεύμα όσο και τάση για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το φως του ήλιου, το οποίο αποτελείται από φωτόνια, ακτινοβολεί από τον ήλιο. Όταν τα φωτόνια χτυπούν τα άτομα πυριτίου του ηλιακού στοιχείου, μεταφέρουν την ενέργειά τους για να χάσουν ηλεκτρόνια και, στη συνέχεια, αυτά τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας ρέουν σε ένα εξωτερικό κύκλωμα.


Ηλιακά κύτταρα

Ηλιακά κύτταρα

Η ηλιακή κυψέλη αποτελείται από δύο στρώματα που κτυπώνονται μεταξύ τους. Το πρώτο στρώμα είναι φορτωμένο με ηλεκτρόνια, έτσι αυτά τα ηλεκτρόνια είναι έτοιμα να μεταπηδήσουν από το πρώτο στρώμα στο δεύτερο στρώμα. Το δεύτερο στρώμα έχει αφαιρέσει μερικά ηλεκτρόνια και, επομένως, είναι έτοιμο να πάρει περισσότερα ηλεκτρόνια. Τα πλεονεκτήματα των ηλιακών κυττάρων είναι ότι, εκείείναικανένα πρόβλημα τροφοδοσίας καυσίμου και κόστους. Αυτά είναι πολύ αξιόπιστα και απαιτούν λίγη συντήρηση.

Οι ηλιακές κυψέλες εφαρμόζονται στην ηλεκτροδότηση της υπαίθρου, τα συστήματα τηλεπικοινωνιών, τα βοηθήματα πλοήγησης στον ωκεανό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο διάστημα και συστήματα απομακρυσμένης παρακολούθησης και ελέγχου .

Διόδους εκπομπής φωτός

Δίοδος εκπομπής φωτός είναι μια δίοδος ημιαγωγού Ρ-Ν στην οποία ο ανασυνδυασμός ηλεκτρονίων και οπών αποδίδει ένα φωτόνιο. Όταν η δίοδος είναι ηλεκτρικά προκατειλημμένη στην μπροστινή κατεύθυνση, εκπέμπει ασυνεπές στενό φως φάσματος. Όταν εφαρμόζεται τάση στα καλώδια των LED, τα ηλεκτρόνια ανασυνδυάζονται με τις οπές μέσα στη συσκευή και απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ηλεκτροφωταύγεια. Είναι η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φως. Το χρώμα του φωτός καθορίζεται από το διάκενο ενεργειακής ζώνης του υλικού.

Δίοδος εκπομπής φωτός

Δίοδος εκπομπής φωτός

Η χρήση LED είναι πλεονεκτική καθώς καταναλώνει λιγότερη ισχύ και παράγει λιγότερη θερμότητα. Τα LED διαρκούν περισσότερο από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Τα LED θα μπορούσαν να γίνουν η επόμενη γενιά φωτισμού και να χρησιμοποιηθούν οπουδήποτε όπως σε ενδεικτικά φώτα, εξαρτήματα υπολογιστών, ιατρικές συσκευές, ρολόγια, πίνακες οργάνων, διακόπτες, επικοινωνία οπτικών ινών , ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, οικιακές συσκευές , και τα λοιπά.

Οπτική ίνα

Μια οπτική ίνα ή οπτικήίναείναι ένα πλαστικό και διάφανη ίνα από πλαστικό ή γυαλί. Είναι κάπως παχύτερο από τα ανθρώπινα μαλλιά. Μπορεί να λειτουργήσει ως ελαφρύς σωλήνας ή κυματοδηγός για τη μετάδοση φωτός μεταξύ των δύο άκρων της ίνας. Οι οπτικές ίνες συνήθως περιλαμβάνουν τρία ομόκεντρα στρώματα: απυρήνας, επένδυση και σακάκι. Ο πυρήνας, μια περιοχή μετάδοσης φωτός της ίνας, είναι το κεντρικό τμήμα της ίνας, το οποίο είναι φτιαγμένο από σίλικα. Η επένδυση, το προστατευτικό στρώμα γύρω από τον πυρήνα, είναι κατασκευασμένο από σίλικα.Αυτό δημιουργεί έναν οπτικό κυματοδηγό που περιορίζει το φως στον πυρήνα με πλήρη ανάκλαση στη διεπαφή της επένδυσης πυρήνα.Σακάκι, το μη οπτικό στρώμα γύρω από την επένδυση, αποτελείται συνήθως από ένα ή περισσότερα στρώματα ενός πολυμερούς που προστατεύουν τη σίλικα από τη φυσική ή περιβαλλοντική ζημία.

Οπτική ίνα

Οπτική ίνα

Μαζί με το καλώδιο οπτικών ινών, τα μπουφάν διατίθενται σε διάφορα χρώματα. Αυτά τα χρώματα επιτρέπουν την αναγνώριση του καλωδίου οπτικών ινών και τον τύπο καλωδίου που ασχολείται. Για παράδειγμα, ένα καλώδιο πορτοκαλί χρώματος υποδεικνύει σαφώς μια ίνα μονής λειτουργίας, ενώ ένα κίτρινο δείχνει έναmultimodeίνα. Στην ίνα μονής λειτουργίας, μία λειτουργία διαδίδεται και οι ακτίνες φωτός ταξιδεύουν κατευθείαν μέσω του καλωδίου. Σε έναmultimodeκαλώδιο, οι ακτίνες φωτός ταξιδεύουν μέσω του καλωδίου ακολουθώντας διαφορετικούς τρόπους.

Αυτά τα καλώδια χρησιμοποιούνται σε τηλεπικοινωνίες, αισθητήρες, λέιζερ ινών, βιοϊατρικά και σε πολλές άλλες βιομηχανίες. Τα πλεονεκτήματα της χρήσης καλωδίου οπτικών ινών περιλαμβάνουν το υψηλότερο εύρος ζώνης τους, λιγότερη υποβάθμιση σήματος, έλλειψη βαρύτητας και λεπτότητα από ένα σύρμα χαλκού, οικονομική αποδοτικότητα, ευελιξία και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται σε ιατρικά και μηχανικά συστήματα απεικόνισης.

Δίοδοι λέιζερ

Το λέιζερ (ενίσχυση φωτός από διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας) είναι πηγή εξαιρετικά μονοχρωματικού, συνεκτικού και κατευθυντικού φωτός. Λειτουργεί υπό συνθήκες διέγερσης εκπομπών. Η λειτουργία μιας δίοδος λέιζερ είναι να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε ελαφριά ενέργεια όπως υπέρυθρες διόδους ή LED. Η ακτίνα ενός τυπικού λέιζερ έχει 4 × 0,6 mm που εκτείνεται σε απόσταση 15 μέτρων. Τα πιο συνηθισμένα λέιζερ που χρησιμοποιούνται είναι λέιζερ έγχυσης ή λέιζερ ημιαγωγών. Το λέιζερ ημιαγωγών αλλάζει από άλλα λέιζερ όπως στερεά, υγρά και αέρια

Δίοδοι λέιζερ

Δίοδοι λέιζερ

Όταν εφαρμόζεται τάση κατά μήκος της διασταύρωσης Ρ-Ν, παράγεται η αντιστροφή πληθυσμού των ηλεκτρονίων και στη συνέχεια η δέσμη λέιζερ είναι διαθέσιμη από την περιοχή ημιαγωγών. Τα άκρα της σύνδεσης P-N της διόδου λέιζερ έχουν γυαλιστείεπιφάνεια, και ως εκ τούτου, τα εκπεμπόμενα φωτόνια αντανακλούν πίσω για να δημιουργήσουν περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων. Έτσι, τα φωτόνια που παράγονται θα είναι σε φάση με τα προηγούμενα φωτόνια.

Εφαρμογές Οπτικοηλεκτρονικών Συσκευών

Mains Operated LED από το Edgefxkits.com

Mains Operated LED από το Edgefxkits.com

1. LED θα μπορούσε να γίνει η επόμενη γενιά φωτισμού και να χρησιμοποιηθεί οπουδήποτε όπως σε ενδεικτικά φώτα, εξαρτήματα υπολογιστών, ιατρικές συσκευές, ρολόγια, πίνακες οργάνων, διακόπτες, επικοινωνία οπτικών ινών, καταναλωτικά ηλεκτρονικά είδη, οικιακές συσκευές, σήματα κυκλοφορίας, φώτα φρένων αυτοκινήτων, οθόνες 7 τμημάτων και ανενεργές οθόνες και χρησιμοποιούνται επίσης σε διαφορετικές έργα ηλεκτρονικής και ηλεκτρολογικής μηχανικής όπως

  • Έλικα Ένδειξη μηνύματος από εικονικά LED
  • Αυτόματο φως έκτακτης ανάγκης με βάση LED
  • Φως LED που λειτουργεί
  • Εμφάνιση αριθμών τηλεφώνου που καλέσατε στην οθόνη επτά τμημάτων
  • Ηλιακός οδηγημένος φωτεινός σηματοδότης με αυτόματο έλεγχο έντασης

2. Τα ηλιακά κύτταρα εφαρμόζονται στην ηλεκτροδότηση της υπαίθρου, τα συστήματα τηλεπικοινωνιών, τα βοηθήματα πλοήγησης στον ωκεανό και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στο διάστημα και τα συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου από απόσταση και χρησιμοποιούνται επίσης σε διαφορετικά έργα με βάση την ηλιακή ενέργεια όπως

  • Σύστημα μέτρησης ηλιακής ενέργειας
  • Solar Street Light με βάση το Arduino
  • Ηλιακό σύστημα αυτόματης άρδευσης
  • Ελεγκτής φόρτισης ηλιακής ενέργειας
  • Ηλιακό πάνελ Sun Tracking
Ηλιακό έργο από το edgefxkits.com

Ηλιακό έργο από το edgefxkits.com

3. Φωτοδιόδους χρησιμοποιούνται σε πολλούς τύπους κυκλωμάτων και σε διαφορετικές εφαρμογές όπως κάμερες, ιατρικά όργανα, εξοπλισμοί ασφαλείας, βιομηχανίες, συσκευές επικοινωνίας και βιομηχανικοί εξοπλισμοί.

4. Οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται σε τηλεπικοινωνίες, αισθητήρες, λέιζερ ινών, βιοϊατρικά και σε πολλές άλλες βιομηχανίες.

5. Το λέιζερ δίοδοι χρησιμοποιούνται στην επικοινωνία οπτικών ινών, οπτικές μνήμες, στρατιωτικές εφαρμογές , Συσκευές αναπαραγωγής CD, χειρουργικές επεμβάσεις, τοπικά δίκτυα, επικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, οπτικές μνήμες, επικοινωνίες οπτικών ινών και σε ηλεκτρικά έργα όπως RF ελεγχόμενο ρομποτικό όχημα με ρύθμιση δέσμης λέιζερ και ούτω καθεξής.

Έτσι, όλα αφορούν τις οπτοηλεκτρονικές συσκευές που περιλαμβάνουν διόδους λέιζερ, φωτοδιόδους, ηλιακά κύτταρα, LED, οπτικές ίνες.Αυτές οι οπτοηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά ηλεκτρονικά κιτ έργου καθώς και στις τηλεπικοινωνίες, στις στρατιωτικές υπηρεσίες και στις ιατρικές εφαρμογές. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το ίδιο, δημοσιεύστε τα ερωτήματά σας σχολιάζοντας παρακάτω.

Φωτογραφικές μονάδες: