La ciencia moderna se está desarrollando activamente en varias direcciones, tratando de cubrir todas las posibles áreas de actividad potencialmente útiles. Entre todo ello, cabe destacar los dispositivos optoelectrónicos, que se utilizan tanto en el proceso de transmisión de datos como en su almacenamiento o procesamiento. Se utilizan en casi todas partes donde se utiliza tecnología más o menos sofisticada.
¿Qué es esto?
Los dispositivos optoelectrónicos, también conocidos como optoacopladores, son dispositivos especiales de tipo semiconductor capaces de enviar y recibir radiación. Estos elementos estructurales se denominan fotodetector y emisor de luz. Pueden tener diferentes opciones para comunicarse entre sí. El principio de funcionamiento de este tipo de productos se basa en la conversión de electricidad en luz, así como en la inversa de esta reacción. Como resultado, un dispositivo puede enviar una determinada señal, mientras que el otro la recibe y la "descifra". Los dispositivos optoelectrónicos se utilizan en:
- unidades de comunicación del equipo;
- circuitos de entrada de dispositivos de medición;
- circuitos de alta tensión y alta corriente;
- potentes tiristores y triacs;
- dispositivos de relé, etc.siguiente.
Todos estos productos se pueden clasificar en varios grupos básicos, según sus componentes individuales, diseño u otros factores. Más sobre eso a continuación.
Emisor
Los dispositivos y dispositivos optoelectrónicos están equipados con sistemas de transmisión de señales. Se denominan emisores y, según el tipo, los productos se dividen de la siguiente manera:
- Láser y LED. Tales elementos se encuentran entre los más versátiles. Se caracterizan por una alta eficiencia, un espectro de haz muy estrecho (este parámetro también se conoce como cuasi-cromaticidad), un rango de operación bastante amplio, manteniendo una dirección clara de radiación y una velocidad muy alta. Los dispositivos con tales emisores funcionan durante mucho tiempo y son extremadamente confiables, son de tamaño pequeño y funcionan bien en el campo de los modelos microelectrónicos.
- Células electroluminiscentes. Tal elemento de diseño muestra un parámetro de calidad de conversión no muy alto y no funciona por mucho tiempo. Al mismo tiempo, los dispositivos son muy difíciles de administrar. Sin embargo, son más adecuados para fotorresistores y se pueden usar para crear estructuras multifuncionales de múltiples elementos. Sin embargo, debido a sus deficiencias, los emisores de este tipo ahora se usan muy raramente, solo cuando realmente no se puede prescindir de ellos.
- Lámparas de neón. La salida de luz de estos modelos es relativamente baja, y tampoco resisten bien los daños y no duran mucho. Difieren en tamaños grandes. Se usan muy raramente, en ciertos tipos de dispositivos.
- Lámparas incandescentes. Dichos emisores se usan solo en equipos de resistencia y en ningún otro lugar.
Como resultado, los modelos LED y láser son ideales para casi todas las áreas de actividad, y solo en algunas áreas donde es imposible hacer lo contrario, se utilizan otras opciones.
Fotodetector
La clasificación de los dispositivos optoelectrónicos también se realiza según el tipo de esta parte del diseño. Se pueden utilizar diferentes tipos de productos como elemento receptor.
- Fototiristores, transistores y diodos. Todos ellos pertenecen a dispositivos universales capaces de trabajar con una transición de tipo abierto. En la mayoría de los casos, el diseño se basa en silicio y, debido a esto, los productos tienen un rango bastante amplio de sensibilidad.
- Fotoresistores. Esta es la única alternativa que tiene la principal ventaja de cambiar las propiedades de una manera muy compleja. Esto ayuda a implementar todo tipo de modelos matemáticos. Desafortunadamente, son los fotorresistores los que son inerciales, lo que reduce significativamente el alcance de su aplicación.
La recepción del haz es uno de los elementos más básicos de cualquier dispositivo de este tipo. Solo después de que se pueda recibir, comienza un procesamiento adicional, y no será posible si la calidad de la comunicación no es lo suficientemente alta. Como resultado, se presta gran atención al diseño del fotodetector.
Canal óptico
Las características de diseño de los productos pueden mostrarse bien mediante el sistema de designación utilizado para dispositivos fotoelectrónicos y optoelectrónicos. Esto también se aplica al canal de transmisión de datos. Hay tres opciones principales:
- Canal alargado. El fotodetector en dicho modelo está lo suficientemente lejos del canal óptico, formando una guía de luz especial. Es esta opción de diseño la que se usa activamente en las redes informáticas para la transferencia activa de datos.
- Canal cerrado. Este tipo de construcción utiliza protección especial. Protege perfectamente el canal de influencias externas. Se aplican modelos para un sistema de aislamiento galvánico. Esta es una tecnología bastante nueva y prometedora, que ahora se mejora continuamente y reemplaza gradualmente a los relés electromagnéticos.
- Abrir canal. Este diseño implica la presencia de un espacio de aire entre el fotodetector y el emisor. Los modelos se utilizan en sistemas de diagnóstico o varios sensores.
Rango espectral
Desde el punto de vista de este indicador, todos los tipos de dispositivos optoelectrónicos se pueden dividir en dos tipos:
- Alcance cercano. La longitud de onda en este caso oscila entre 0,8 y 1,2 micras. En la mayoría de los casos, dicho sistema se usa en dispositivos que usan un canal abierto.
- Largo alcance. Aquí la longitud de onda ya es de 0,4-0,75 micras. Se utiliza en la mayoría de los tipos de otros productos de este tipo.
Diseño
Según este indicador, los dispositivos optoelectrónicos se dividen en tres grupos:
- Especial. Esto incluye dispositivos equipados con múltiples emisores y fotodetectores, sensores de presencia, posición, humo, etc.
- Integral. En tales modelos, se utilizan adicionalmente circuitos lógicos especiales, comparadores, amplificadores y otros dispositivos. Entre otras cosas, sus salidas y entradas están aisladas galvánicamente.
- Primaria. Esta es la versión más simple de productos en los que el receptor y el emisor están presentes en una sola copia. Pueden ser tanto de tiristores como de transistores, diodos, resistivos y, en general, cualquier otro.
Los tres grupos o cada uno por separado se pueden usar en dispositivos. Los elementos estructurales juegan un papel importante y afectan directamente la funcionalidad del producto. Al mismo tiempo, el equipo complejo también puede usar las variedades elementales más simples, si es apropiado. Pero lo contrario también es cierto.
Dispositivos optoelectrónicos y sus aplicaciones
Desde el punto de vista del uso de los dispositivos, todos ellos se pueden dividir en 4 categorías:
- Circuitos integrados. Se utiliza en una variedad de dispositivos. El principio se utiliza entre diferentes elementos estructurales utilizando partes separadas que están aisladas entre sí. Esto evita que los componentes interactúen de otra forma que no seael proporcionado por el desarrollador.
- Aislamiento. En este caso, se utilizan pares de resistencias ópticas especiales, sus variedades de diodo, tiristor o transistor, etc.
- Transformación. Este es uno de los casos de uso más comunes. En él, la corriente se transforma en luz y se aplica de esta forma. Un ejemplo simple es todo tipo de lámparas.
- Transformación inversa. Esta es una versión completamente opuesta, en la que es la luz la que se transforma en corriente. Se utiliza para crear todo tipo de receptores.
De hecho, es difícil imaginar casi cualquier dispositivo que funcione con electricidad y carezca de algún tipo de componentes optoelectrónicos. Pueden presentarse en pequeñas cantidades, pero seguirán estando presentes.
Resultados
Todos los dispositivos optoelectrónicos, tiristores, diodos, dispositivos semiconductores son elementos estructurales de diferentes tipos de equipos. Permiten que una persona reciba luz, transmita información, la procese o incluso la almacene.
