Shkenca moderne po zhvillohet në mënyrë aktive në drejtime të ndryshme, duke u përpjekur të mbulojë të gjitha fushat e mundshme potencialisht të dobishme të veprimtarisë. Ndër të gjitha këto duhen veçuar pajisjet optoelektronike, të cilat përdoren si në procesin e transmetimit të të dhënave ashtu edhe në ruajtjen apo përpunimin e tyre. Ato përdoren pothuajse kudo ku përdoret teknologji pak a shumë e sofistikuar.
Çfarë është kjo?
Pajisjet optoelektronike, të njohura gjithashtu si optobashkues, janë pajisje speciale të tipit gjysmëpërçues të afta për të dërguar dhe marrë rrezatim. Këta elementë strukturorë quhen fotodetektor dhe emetues drite. Ata mund të kenë mundësi të ndryshme për të komunikuar me njëri-tjetrin. Parimi i funksionimit të produkteve të tilla bazohet në shndërrimin e energjisë elektrike në dritë, si dhe në anën e kundërt të këtij reagimi. Si rezultat, një pajisje mund të dërgojë një sinjal të caktuar, ndërsa tjetra e merr atë dhe "deshifron". Pajisjet optoelektronike përdoren në:
- njësi komunikimi të pajisjeve;
- qarqet hyrëse të pajisjeve matëse;
- qarqet e tensionit të lartë dhe rrymës së lartë;
- tiristorë dhe triakë të fuqishëm;
- pajisje rele dhe kështutjetër.
Të gjitha këto produkte mund të klasifikohen në disa grupe bazë, në varësi të përbërësve të tyre individualë, dizajnit ose faktorëve të tjerë. Më shumë për këtë më poshtë.
Emitter
Pajisjet dhe pajisjet optoelektronike janë të pajisura me sisteme të transmetimit të sinjalit. Quhen emetues dhe, në varësi të llojit, produktet ndahen si më poshtë:
- Lazer dhe LED. Elementë të tillë janë ndër më të gjithanshëm. Ato karakterizohen nga efikasitet i lartë, një spektër shumë i ngushtë rrezesh (ky parametër njihet edhe si kuazi-kromatikitet), një gamë mjaft e gjerë funksionimi, duke ruajtur një drejtim të qartë rrezatimi dhe shpejtësi shumë të lartë. Pajisjet me emetues të tillë punojnë për një kohë shumë të gjatë dhe janë jashtëzakonisht të besueshme, ato janë në përmasa të vogla dhe performojnë mirë në fushën e modeleve mikroelektronike.
- Qeliza elektrolumineshente. Një element i tillë dizajni tregon një parametër jo shumë të lartë të cilësisë së konvertimit dhe nuk funksionon për një kohë të gjatë. Në të njëjtën kohë, pajisjet janë shumë të vështira për t'u menaxhuar. Megjithatë, ato janë më të përshtatshmet për fotorezistorët dhe mund të përdoren për të krijuar struktura shumë-elementare, shumëfunksionale. Megjithatë, për shkak të mangësive të tyre, tani emetuesit e këtij lloji përdoren mjaft rrallë, vetëm kur me të vërtetë nuk mund të shpërndahen.
- Llampa neoni. Prodhimi i dritës së këtyre modeleve është relativisht i ulët, dhe ato gjithashtu nuk i rezistojnë mirë dëmtimit dhe nuk zgjasin shumë. Ndryshojnë në përmasa të mëdha. Ato përdoren jashtëzakonisht rrallë, në lloje të caktuara pajisjesh.
- Llampa inkandeshente. Emitues të tillë përdoren vetëm në pajisjet rezistente dhe askund tjetër.
Si rezultat, modelet LED dhe lazer janë të përshtatshme në mënyrë optimale për pothuajse të gjitha fushat e aktivitetit dhe vetëm në disa zona ku është e pamundur të bëhet ndryshe, përdoren opsione të tjera.
Fotodetektor
Klasifikimi i pajisjeve optoelektronike bëhet edhe sipas llojit të kësaj pjese të dizajnit. Lloje të ndryshme produktesh mund të përdoren si element marrës.
- Fototiristorë, transistorë dhe diodë. Të gjithë ata i përkasin pajisjeve universale të afta për të punuar me një tranzicion të tipit të hapur. Më shpesh, dizajni bazohet në silikon, dhe për shkak të kësaj, produktet marrin një gamë mjaft të gjerë ndjeshmërie.
- Fotorezistorë. Kjo është e vetmja alternativë që ka avantazhin kryesor të ndryshimit të pronave në një mënyrë shumë komplekse. Kjo ndihmon në zbatimin e të gjitha llojeve të modeleve matematikore. Fatkeqësisht, fotorezistorët janë inercialë, gjë që e ngushton ndjeshëm fushën e zbatimit të tyre.
Marrja e rrezeve është një nga elementët më themelorë të çdo pajisjeje të tillë. Vetëm pasi të mund të merret, fillon përpunimi i mëtejshëm dhe nuk do të jetë e mundur nëse cilësia e komunikimit nuk është mjaft e lartë. Si rezultat, vëmendje e madhe i kushtohet dizajnit të fotodetektorit.
Kanali optik
Veçoritë e dizajnit të produkteve mund të tregohen mirë nga sistemi i përdorur i emërtimit për pajisjet fotoelektronike dhe optoelektronike. Kjo vlen edhe për kanalin e transmetimit të të dhënave. Ekzistojnë tre opsione kryesore:
- Kanali i zgjatur. Fotodetektori në një model të tillë është mjaft larg kanalit optik, duke formuar një udhëzues të veçantë të dritës. Është ky opsion i projektimit që përdoret në mënyrë aktive në rrjetet kompjuterike për transferimin aktiv të të dhënave.
- Kanali i mbyllur. Ky lloj ndërtimi përdor mbrojtje të veçantë. Ai mbron në mënyrë të përkryer kanalin nga ndikimet e jashtme. Janë aplikuar modele për një sistem izolimi galvanik. Kjo është një teknologji mjaft e re dhe premtuese, e cila tani po përmirësohet vazhdimisht dhe po zëvendëson gradualisht reletë elektromagnetike.
- Hap kanal. Ky dizajn nënkupton praninë e një hendeku ajri midis fotodetektorit dhe emetuesit. Modelet përdoren në sisteme diagnostikuese ose sensorë të ndryshëm.
Diapazoni spektral
Nga pikëpamja e këtij treguesi, të gjitha llojet e pajisjeve optoelektronike mund të ndahen në dy lloje:
- Afër diapazonit. Gjatësia e valës në këtë rast varion nga 0,8-1,2 mikron. Më shpesh, një sistem i tillë përdoret në pajisjet që përdorin një kanal të hapur.
- Rast e gjatë. Këtu gjatësia e valës është tashmë 0,4-0,75 mikron. Përdoret në shumicën e llojeve të produkteve të tjera të këtij lloji.
Dizajn
Sipas këtij treguesi, pajisjet optoelektronike ndahen në tre grupe:
- Special. Kjo përfshin pajisje të pajisura me emetues të shumtë dhe fotodetektorë, sensorë për praninë, pozicionin, tymin etj.
- Integral. Në modele të tilla, përdoren gjithashtu qarqe speciale logjike, krahasues, amplifikues dhe pajisje të tjera. Ndër të tjera, daljet dhe hyrjet e tyre janë të izoluara në mënyrë galvanike.
- Fillore. Ky është versioni më i thjeshtë i produkteve në të cilat marrësi dhe emituesi janë të pranishëm vetëm në një kopje. Ato mund të jenë edhe tiristor edhe tranzistor, diodë, rezistues dhe në përgjithësi çdo tjetër.
Të tre grupet ose secili veç e veç mund të përdoren në pajisje. Elementët strukturorë luajnë një rol të rëndësishëm dhe ndikojnë drejtpërdrejt në funksionalitetin e produktit. Në të njëjtën kohë, pajisjet komplekse mund të përdorin gjithashtu varietetet më të thjeshta, elementare, nëse është e përshtatshme. Por e kundërta është gjithashtu e vërtetë.
Pajisjet optoelektronike dhe aplikimet e tyre
Nga pikëpamja e përdorimit të pajisjeve, të gjitha ato mund të ndahen në 4 kategori:
- Qarqet e integruara. Përdoret në një sërë pajisjesh. Parimi përdoret midis elementeve të ndryshëm strukturorë duke përdorur pjesë të veçanta që janë të izoluara nga njëra-tjetra. Kjo parandalon që komponentët të ndërveprojnë në ndonjë mënyrë tjetër përveçai i ofruar nga zhvilluesi.
- Izolim. Në këtë rast përdoren çifte të veçanta të rezistencës optike, varietetet e tyre diodë, tiristor ose tranzistor etj.
- Transformim. Ky është një nga rastet më të zakonshme të përdorimit. Në të, rryma shndërrohet në dritë dhe aplikohet në këtë mënyrë. Një shembull i thjeshtë janë të gjitha llojet e llambave.
- Transformim i kundërt. Ky është një version krejtësisht i kundërt, në të cilin është drita që shndërrohet në rrymë. Përdoret për të krijuar të gjitha llojet e marrësve.
Në fakt, është e vështirë të imagjinohet pothuajse çdo pajisje që punon me energji elektrike dhe nuk ka ndonjë formë të komponentëve optoelektronikë. Ato mund të paraqiten në numër të vogël, por do të jenë ende të pranishëm.
Rezultat
Të gjitha pajisjet optoelektronike, tiristorët, diodat, pajisjet gjysmëpërçuese janë elemente strukturore të llojeve të ndryshme të pajisjeve. Ato lejojnë një person të marrë dritë, të transmetojë informacion, ta përpunojë apo edhe ta ruajë atë.
