Typer av optoelektroniska enheter med applikationer

Optoelektronik är kommunikationen mellan optik och elektronik som inkluderar studier, design och tillverkning av en hårdvaruenhet som konverterar elektrisk energi till ljus och ljus till energi genom halvledare. Denna anordning är gjord av fasta kristallina material som är lättare än metaller och tyngre än isolatorer . Optoelektronik är i grunden en elektronisk enhet som involverar ljus. Denna enhet finns i många optoelektronikapplikationer som militära tjänster, telekommunikation, automatiska system för åtkomstkontroll och medicinsk utrustning.

Optoelektronik

Detta akademiska område täcker ett brett spektrum av enheter inklusive lysdioder och element, bildupptagningsenheter, informationsdisplayer, optiska kommunikationssystem, optiska lagringar och fjärranalyssystem etc. Exempel på optoelektroniska enheter inkluderar telekommunikationslaser, blå laser, optisk fiber, LED-trafikljus , fotodioder och solceller.Majoritetav de optoelektroniska enheterna (direkt konvertering mellan elektroner och fotoner) är lysdioder, laserdioder, fotodioder och solceller.

Typer av optoelektronik

Optoelektronik klassificeras i olika typer som

• Fotodiod
• Solceller
• Ljusdioder
• Optisk fiber
• Laserdioder

Fotodiod

En fotodiod är en halvledarljussensor som genererar en spänning eller ström när ljus faller på korsningen. Den består av en aktiv P-N-korsning, som drivs i omvänd förspänning. När en foton med mycket energi slår till halvledaren skapas ett elektron- eller hålpar. Elektronerna diffunderar till korsningen för att bilda ett elektriskt fält.

Fotodiod

Detta elektriska fält över utarmningszonen är lika med en negativ spänning över den opartiska dioden. Denna metod är också känd som den inre fotoelektriska effekten. Enheten kan användas i tre lägen:solcellersom en solcell, framåt förspänd som en LED och omvänd förspänd som en fotodetektor . Fotodioder används i många typer av kretsar och olika applikationer som kameror, medicinska instrument, säkerhetsutrustning, industrier, kommunikationsutrustning och industriutrustning.

Solceller

En solcell eller fotovoltaisk cell är en elektronisk anordning som direkt omvandlar solens energi till el. När solljus faller på en solcell producerar den både en ström och en spänning för att producera elkraft. Solljus, som består av fotoner, strålar från solen. När fotoner träffar kiselatomerna i solcellen överför de sin energi för att förlora elektroner och sedan flyter dessa högenergielektroner till en extern krets.

Solceller

Solcellen består av två lager som slås ihop. Det första lagret är laddat med elektroner, så dessa elektroner är redo att hoppa från det första lagret till det andra lagret. Det andra lagret har tagit bort några elektroner och därför är det redo att ta fler elektroner. Fördelarna med solceller är att det finnsäringet bränsletillförsel och kostnadsproblem. Dessa är mycket pålitliga och kräver lite underhåll.

Solcellerna är användbara i elektrifiering på landsbygden, telekommunikationssystem, havsnavigeringshjälpmedel, elproduktionssystem i rymden och fjärrövervaknings- och kontrollsystem .

Ljusdioder

Ljusdiod är en P-N halvledardiod i vilken rekombinationen av elektroner och hål ger en foton. När dioden är elektriskt förspänd framåt, avger den osammanhängande smalt spektrumljus. När en spänning appliceras på ledningarna på LED-lampan rekombineras elektronerna med hålen i enheten och frigör energi i form av fotoner. Denna effekt kallas elektroluminescens. Det är omvandlingen av elektrisk energi till ljus. Ljusets färg bestäms av materialets energibandgap.

Ljusdiod

Användningen av LED är fördelaktig eftersom den förbrukar mindre ström och producerar mindre värme. Lysdioder håller längre än glödlampor. Lysdioder kan bli nästa generations belysning och användas var som helst i indikatorlampor, datorkomponenter, medicintekniska produkter, klockor, instrumentpaneler, strömbrytare, fiberoptisk kommunikation , hemelektronik, hushållsprodukter , etc.

Optisk fiber

En optisk fiber eller optikfiberär en plast och transparent fiber tillverkad av plast eller glas. Det är något tjockare än ett människohår. Det kan fungera som ett ljusrör eller vågledare för att överföra ljus mellan de två ändarna av fibern. Optiska fibrer innehåller vanligtvis tre koncentriska skikt: akärna, en klädsel och en jacka. Kärnan, en ljusöverförande region av fibern, är den centrala delen av fibern, som är gjord av kiseldioxid. Beklädnad, det skyddande skiktet runt kärnan, är gjord av kiseldioxid.Detta skapar en optisk vågledare som begränsar ljuset i kärnan genom total reflektion vid gränsen mellan kärnbeklädnaden.JackaDet icke-optiska skiktet runt beklädnaden består typiskt av ett eller flera skikt av en polymer som skyddar kiseldioxiden från den fysiska eller miljöskada.

Optisk fiber

Tillsammans med den fiberoptiska kabeln finns jackor i olika färger. Dessa färger möjliggör igenkänning av den fiberoptiska kabeln och vilken typ av kabel man har att göra med. En orange färgkabel indikerar till exempel tydligt en enfunktionsfiber, medan en gul en visar enmultimodfiber. I singelmodsfibern sprider sig ett läge och ljusstrålarna rör sig rakt genom kabeln. I enmultimodkabel, strålar ljusstrålarna genom kabeln i olika lägen.

Dessa kablar används i telekommunikation, sensorer, fiberlasrar, biomedicinska läkemedel och i många andra branscher. Fördelarna med att använda optisk fiberkabel inkluderar deras högre bandbredd, mindre signalnedbrytning, viktlöshet och tunnhet än en koppartråd, kostnadseffektivitet, flexibilitet och därför används de i medicinska och mekaniska bildsystem.

Laserdioder

Laser (ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission) är en källa till mycket monokromatiskt, sammanhängande och riktat ljus. Den fungerar under stimulerat utsläpp. Funktionen för en laserdiod är att omvandla elektrisk energi till ljusenergi som infraröda dioder eller lysdioder. Strålen på en typisk laser har 4 × 0,6 mm som sträcker sig på ett avstånd av 15 meter. De vanligaste lasrarna som används är injektionslasrar eller halvledarlaser. Halvledarlasern byter från andra lasrar som fasta, flytande och gaslasrar

Laserdioder

När en spänning appliceras över P-N-korsningen produceras elektronernas befolkningsinversion, och sedan är laserstrålen tillgänglig från halvledarregionen. Ändarna på laserdiodens P-N-korsning har poleratsytaoch därmed reflekterar de emitterade fotonerna tillbaka för att skapa fler elektronpar. Således kommer de genererade fotonerna att vara i fas med de tidigare fotonerna.

Tillämpningar av optoelektronik

Nätdriven LED av Edgefxkits.com

1. Lysdioder kan bli nästa generation av belysning och användas var som helst i indikatorlampor, datorkomponenter, medicintekniska produkter, klockor, instrumentpaneler, strömbrytare, fiberoptisk kommunikation, konsumentelektronik, hushållsapparater, trafiksignaler, bilbromsljus, 7-segmentskärmar inaktiva skärmar, och används också i olika elektroniska och elektrotekniska projekt Till exempel

• Propellervisning av meddelande med virtuella lysdioder
• LED-baserat automatiskt nödljus
• Nätdrivet LED-ljus
• Visning av uppringda telefonnummer på sju segment
• Solar Powered Led Street Light med automatisk intensitetskontroll

2. Solcellerna är tillämpliga på landsbygdens elektrifiering, telekommunikationssystem, havsnavigeringshjälpmedel och elproduktion i rymd- och fjärrövervaknings- och styrsystem och används också i olika solenergibaserade projekt Till exempel

• System för mätning av solenergi
• Arduino-baserad Solar Street Light
• Solar Powered Auto Irrigation System
• Solar Power Charge Controller
• Sun Tracking Solar Panel

Solbaserat projekt från edgefxkits.com

3. Fotodioder används i många typer av kretsar och olika applikationer såsom kameror, medicinska instrument, säkerhetsutrustning, industrier, kommunikationsutrustning och industriutrustning.

4. Optiska fibrer används inom telekommunikation, sensorer, fiberlasrar, biomedicinska läkemedel och i många andra branscher.

5. Lasern dioder används i fiberoptisk kommunikation, optiska minnen, militära applikationer , CD-spelare, kirurgiska ingrepp, lokala nätverk, fjärrkommunikation, optiska minnen, fiberoptisk kommunikation och in elektriska projekt såsom RF-kontrollerat robotfordon med laserstrålarrangemang och så vidare.

Således handlar det här om optoelektroniska enheter som inkluderar laserdioder, fotodioder, solceller, lysdioder, optiska fibrer.Dessa optoelektroniska enheter används i olika elektroniska projektsatser samt inom telekommunikation, militärtjänster och medicinska tillämpningar. För mer information om samma, vänligen skicka dina frågor genom att kommentera nedan.

Fotokrediter:

• Laserdioder av tutorvista
• Optoelektroniska enheter av channel4learning
• Fotodiod av utarmat kran
• Solceller av pveducation
• Ljusdioder av fotobiologi
• Optisk fiber av elektronik varje vecka