Typer af optoelektroniske enheder med applikationer

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Optoelektronik er kommunikationen mellem optik og elektronik, som inkluderer undersøgelse, design og fremstilling af en hardwareenhed, der konverterer elektrisk energi til lys og lys til energi gennem halvledere. Denne enhed er lavet af faste krystallinske materialer, der er lettere end metaller og tungere end isolatorer . Optoelektronik er grundlæggende en elektronisk enhed, der involverer lys. Denne enhed findes i mange optoelektroniske applikationer som militærtjenester, telekommunikation, automatiske adgangskontrolsystemer og medicinsk udstyr.

Optoelektroniske enheder

Optoelektroniske enheder



Dette akademiske felt dækker en bred vifte af enheder, herunder LED'er og elementer, billedoptagelsesenheder, informationsdisplay, optiske kommunikationssystemer, optiske lagre og fjernretningssystemer osv. Eksempler på optoelektroniske enheder inkluderer telekommunikationslaser, blå laser, optisk fiber, LED trafiklys , fotodioder og solceller.Flertalaf de optoelektroniske enheder (direkte konvertering mellem elektroner og fotoner) er lysdioder, laserdioder, fotodioder og solceller.


Typer af optoelektroniske enheder

Optoelektronik klassificeres i forskellige typer såsom



  • Fotodiode
  • Solceller
  • Lysemitterende dioder
  • Optisk fiber
  • Laserdioder

Fotodiode

En fotodiode er en halvlederlyssensor, der genererer en spænding eller strøm, når lyset falder på krydset. Den består af et aktivt P-N-kryds, der drives i omvendt forspænding. Når en foton med masser af energi rammer halvlederen, oprettes et elektron- eller hulpar. Elektronerne diffunderer til krydset for at danne et elektrisk felt.

Fotodiode

Fotodiode

Dette elektriske felt over udtømningszonen er lig med en negativ spænding over den upartiske diode. Denne metode er også kendt som den indre fotoelektriske effekt. Denne enhed kan bruges i tre tilstande:solcellersom en solcelle, fremadspændt som en LED og omvendt forspændt som en foto detektor . Fotodioder bruges i mange typer kredsløb og forskellige applikationer såsom kameraer, medicinske instrumenter, sikkerhedsudstyr, industrier, kommunikationsudstyr og industrielt udstyr.

Solceller

En solcelle- eller fotovoltaisk celle er en elektronisk enhed, der direkte omdanner solens energi til elektricitet. Når sollys falder på en solcelle, producerer den både en strøm og en spænding for at producere elektrisk energi. Sollys, der består af fotoner, udstråler fra solen. Når fotoner rammer solcellens siliciumatomer, overfører de deres energi til at miste elektroner, og derefter strømmer disse højenergiske elektroner til et eksternt kredsløb.


Solceller

Solceller

Solcellen består af to lag, der slås sammen. Det første lag er fyldt med elektroner, så disse elektroner er klar til at hoppe fra det første lag til det andet lag. Det andet lag har nogle elektroner taget væk, og derfor er det klar til at tage flere elektroner. Fordelene ved solceller er, at dereringen problemer med brændstoftilførsel og omkostninger. Disse er meget pålidelige og kræver lidt vedligeholdelse.

Solcellerne kan anvendes i elektrificering i landdistrikter, telekommunikationssystemer, navigationshjælpemidler til havet, system til elproduktion i rummet og fjernovervågnings- og kontrolsystemer .

Lysdioder

Lysdiode er en PN-halvlederdiode, hvor rekombination af elektroner og huller giver en foton. Når dioden er elektrisk forspændt i fremadgående retning, udsender den usammenhængende smalt spektrumlys. Når der tilføres en spænding til ledningerne på LED'en, rekombineres elektronerne med hullerne i enheden og frigiver energi i form af fotoner. Denne effekt kaldes elektroluminescens. Det er omdannelsen af ​​elektrisk energi til lys. Lysets farve bestemmes af materialets energibåndgab.

Lysdiode

Lysdiode

Brugen af ​​LED er fordelagtig, da den bruger mindre strøm og producerer mindre varme. Lysdioder holder længere end glødelamper. LED'er kan blive den næste generation af belysning og bruges overalt som i indikationslys, computerkomponenter, medicinsk udstyr, ure, instrumentpaneler, afbrydere, fiberoptisk kommunikation , forbrugerelektronik, husholdningsapparater , etc.

Optisk fiber

En optisk fiber eller optikfiberer en plastik og gennemsigtig fiber lavet af plast eller glas. Det er noget tykkere end et menneskehår. Det kan fungere som et lysrør eller en bølgeleder til at transmittere lys mellem de to ender af fiberen. Optiske fibre inkluderer normalt tre koncentriske lag: akerne, en beklædning og en jakke. Kernen, en lystransmitterende region af fiberen, er den centrale del af fiberen, som er lavet af silica. Beklædning, det beskyttende lag omkring kernen, er lavet af silica.Dette skaber en optisk bølgeleder, der begrænser lyset i kernen ved total refleksion ved grænsefladen mellem kernebeklædningen.Jakke, det ikke-optiske lag omkring beklædningen, består typisk af et eller flere lag af en polymer, der beskytter silicaen mod den fysiske eller miljømæssige skade.

Optisk fiber

Optisk fiber

Sammen med det fiberoptiske kabel fås jakker i forskellige farver. Disse farver tillader genkendelse af det fiberoptiske kabel og den type kabel, man har at gøre med. For eksempel angiver et orangefarvet kabel tydeligt en single-mode fiber, mens en gul indikerer enmultimodefiber. I single-mode fiberen forplantes en mode, og lysstrålerne bevæger sig lige gennem kablet. I enmultimodekabel, lysstrålerne bevæger sig gennem kablet i forskellige tilstande.

Disse kabler bruges i telekommunikation, sensorer, fiberlasere, biomedicinsk medicin og i mange andre industrier. Fordelene ved at bruge optisk fiberkabel inkluderer deres højere båndbredde, mindre signalnedbrydning, vægtløshed og tyndhed end en kobbertråd, omkostningseffektivitet, fleksibilitet, og derfor bruges de i medicinske og mekaniske billeddannelsessystemer.

Laserdioder

Laser (lysforstærkning ved stimuleret strålingsemission) er en kilde til meget monokromatisk, sammenhængende og retningsbestemt lys. Det fungerer under stimuleret emissionsbetingelse. En laserdiodes funktion er at konvertere elektrisk energi til lysenergi som infrarøde dioder eller lysdioder. Strålen fra en typisk laser har 4 × 0,6 mm, der strækker sig i en afstand på 15 meter. De mest almindelige anvendte lasere er injektionslasere eller halvlederlasere. Halvlederlaseren skifter fra andre lasere som faste, flydende og gaslasere

Laserdioder

Laserdioder

Når der tilføres en spænding på tværs af P-N-krydset, produceres elektronernes populationsinversion, og derefter er laserstrålen tilgængelig fra halvlederregionen. Enderne af laserdiodens P-kryds er poleretoverfladeog derfor reflekterer de udsendte fotoner tilbage for at skabe flere elektronpar. Således vil de genererede fotoner være i fase med de tidligere fotoner.

Anvendelser af optoelektroniske enheder

Lysdrevet LED fra Edgefxkits.com

Lysdrevet LED fra Edgefxkits.com

1. LED'er kunne blive den næste generation af belysning og bruges overalt som i indikationslys, computerkomponenter, medicinsk udstyr, ure, instrumentpaneler, afbrydere, fiberoptisk kommunikation, forbrugerelektronik, husholdningsapparater, trafiksignaler, bilbremselys, 7 segmentskærme og inaktive skærme, og bruges også i forskellige elektroniske og elektrotekniske projekter såsom

  • Propellervisning af meddelelse med virtuelle lysdioder
  • LED-baseret automatisk nødlys
  • Strømstyret LED-lys
  • Visning af opkaldte telefonnumre på display med syv segmenter
  • Solar Powered Led Street Light med automatisk intensitetskontrol

2. Solcellerne kan anvendes i elektrificering af landdistrikter, telekommunikationssystemer, navigationshjælpemidler til havet og elproduktion i rummet og fjernovervågnings- og kontrolsystemer og bruges også i forskellige solenergibaserede projekter såsom

  • System til måling af solenergi
  • Arduino-baseret Solar Street Light
  • Solar Powered Auto Irrigation System
  • Solar Power Charge Controller
  • Solsporing solpanel
Solbaseret projekt fra edgefxkits.com

Solbaseret projekt fra edgefxkits.com

3. Fotodioder bruges i mange typer kredsløb og forskellige applikationer såsom kameraer, medicinske instrumenter, sikkerhedsudstyr, industrier, kommunikationsudstyr og industrielt udstyr.

4. Optiske fibre bruges i telekommunikation, sensorer, fiberlasere, biomedicinsk medicin og i mange andre industrier.

5. Laseren dioder bruges i fiberoptisk kommunikation, optiske minder, militære applikationer , CD-afspillere, kirurgiske procedurer, Local Area Networks, langdistance kommunikation, optiske hukommelser, fiberoptisk kommunikation og ind elektriske projekter såsom RF-styret robotkøretøj med laserstråleordning og så videre.

Dette handler altså om de optoelektroniske enheder, der inkluderer laserdioder, fotodioder, solceller, LED'er, optiske fibre.Disse optoelektroniske enheder bruges i forskellige elektroniske projektsæt såvel som inden for telekommunikation, militærtjenester og medicinske applikationer. For mere information om det samme, bedes du sende dine forespørgsler ved at kommentere nedenfor.

Fotokreditter: