Arten von Optoelektronikgeräten mit Anwendungen

Optoelektronik ist die Kommunikation zwischen Optik und Elektronik, die das Studium, den Entwurf und die Herstellung eines konvertierbaren Hardwaregeräts umfasst elektrische Energie in Licht und Licht in Energie durch Halbleiter. Dieses Gerät besteht aus festen kristallinen Materialien, die leichter als Metalle sind und schwerer als Isolatoren . Optoelektronikgerät ist im Grunde ein elektronisches Gerät mit Licht. Dieses Gerät ist in vielen optoelektronischen Anwendungen wie Militärdienst, Telekommunikation, automatische Zugangskontrollsysteme und medizinische Geräte.

Optoelektronikgeräte

Dieses akademische Gebiet umfasst eine breite Palette von Geräten, einschließlich LEDs und Elementen, Bildaufnahmegeräten, Informationsanzeigen, optischen Kommunikationssystemen, optischen Speichern und Fernerkundungssystemen usw. Beispiele für optoelektronische Geräte umfassen Telekommunikationslaser, blauen Laser, optische Fasern, LED Ampeln , Fotodioden und Solarzellen.Mehrheitder optoelektronischen Bauelemente (direkte Umwandlung zwischen Elektronen und Photonen) sind LEDs, Laserdioden, Fotodioden und Solarzellen.

Arten von Optoelektronikgeräten

Optoelektronik wird in verschiedene Typen eingeteilt, wie z

• Fotodiode
• Solarzellen
• Leuchtdioden
• Glasfaser
• Laserdioden

Fotodiode

Eine Fotodiode ist ein Halbleiterlichtsensor, der eine Spannung oder einen Strom erzeugt, wenn Licht auf den Übergang fällt. Es besteht aus einem aktiven PN-Übergang, der in Sperrrichtung betrieben wird. Wenn ein Photon mit viel Energie auf den Halbleiter trifft, entsteht ein Elektronen- oder Lochpaar. Die Elektronen diffundieren zum Übergang, um ein elektrisches Feld zu bilden.

Fotodiode

Dieses elektrische Feld über der Verarmungszone ist gleich einer negativen Spannung über der unverzerrten Diode. Diese Methode wird auch als innerer photoelektrischer Effekt bezeichnet. Dieses Gerät kann in drei Modi verwendet werden:Photovoltaikals Solarzelle vorwärts als LED vorgespannt und rückwärts als LED vorgespannt Fotodetektor . Fotodioden werden in vielen Arten von Schaltkreisen und in verschiedenen Anwendungen wie Kameras, medizinischen Instrumenten, Sicherheitsausrüstungen, Industrien, Kommunikationsgeräten und Industrieausrüstungen verwendet.

Solarzellen

Eine Solarzelle oder Photovoltaikzelle ist ein elektronisches Gerät, das Sonnenenergie direkt in Elektrizität umwandelt. Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle fällt, erzeugt es sowohl einen Strom als auch eine Spannung, um elektrischen Strom zu erzeugen. Sonnenlicht, das aus Photonen besteht, strahlt von der Sonne aus. Wenn Photonen auf die Siliziumatome der Solarzelle treffen, übertragen sie ihre Energie, um Elektronen zu verlieren, und dann fließen diese hochenergetischen Elektronen zu einem externen Stromkreis.

Solarzellen

Die Solarzelle besteht aus zwei Schichten, die zusammengeschlagen sind. Die erste Schicht ist mit Elektronen beladen, so dass diese Elektronen bereit sind, von der ersten Schicht zur zweiten Schicht zu springen. Der zweiten Schicht werden einige Elektronen weggenommen, und daher ist sie bereit, mehr Elektronen aufzunehmen. Die Vorteile von Solarzellen sind, dass dortistKein Kraftstoffversorgungs- und Kostenproblem. Diese sind sehr zuverlässig und erfordern wenig Wartung.

Die Solarzellen sind in ländlichen Elektrifizierungs-, Telekommunikationssystemen, Ozeannavigationshilfen, Stromerzeugungssystem im Raum und Fernüberwachungs- und Steuerungssysteme .

Leuchtdioden

Leuchtdiode ist eine PN-Halbleiterdiode, bei der die Rekombination von Elektronen und Löchern ein Photon ergibt. Wenn die Diode in Vorwärtsrichtung elektrisch vorgespannt ist, sendet sie inkohärentes Licht mit engem Spektrum aus. Wenn eine Spannung an die Leitungen der LED angelegt wird, rekombinieren die Elektronen mit den Löchern in der Vorrichtung und setzen Energie in Form von Photonen frei. Dieser Effekt wird als Elektrolumineszenz bezeichnet. Es ist die Umwandlung von elektrischer Energie in Licht. Die Farbe des Lichts wird durch die Energiebandlücke des Materials bestimmt.

Leuchtdiode

Die Verwendung von LED ist vorteilhaft, da sie weniger Strom verbraucht und weniger Wärme erzeugt. LEDs halten länger als Glühlampen. LEDs könnten die nächste Generation von Beleuchtung werden und überall eingesetzt werden, beispielsweise in Anzeigelampen, Computerkomponenten, medizinischen Geräten, Uhren, Instrumententafeln, Schaltern, Glasfaserkommunikation , Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte , usw.

Glasfaser

Eine optische Faser oder OptikBallaststoffist eine plastische und transparente Faser aus Kunststoff oder Glas. Es ist etwas dicker als ein menschliches Haar. Es kann als Lichtleiter oder Wellenleiter fungieren, um Licht zwischen den beiden Enden der Faser zu übertragen. Optische Fasern umfassen normalerweise drei konzentrische Schichten: aAder, eine Verkleidung und eine Jacke. Der Kern, ein lichtdurchlässiger Bereich der Faser, ist der zentrale Abschnitt der Faser, der aus Siliciumdioxid besteht. Die Ummantelung, die Schutzschicht um den Kern, besteht aus Kieselsäure.Dies erzeugt einen optischen Wellenleiter, der das Licht im Kern durch Totalreflexion an der Grenzfläche des Kernmantels begrenzt.JackeDie nichtoptische Schicht um die Ummantelung besteht typischerweise aus einer oder mehreren Schichten eines Polymers, die die Kieselsäure vor physikalischen oder Umweltschäden schützen.

Glasfaser

Neben dem Glasfaserkabel sind Jacken in verschiedenen Farben erhältlich. Diese Farben ermöglichen die Erkennung des Glasfaserkabels und des Kabeltyps, mit dem es sich handelt. Beispielsweise zeigt ein orangefarbenes Kabel eindeutig eine Singlemode-Faser an, während ein gelbes Kabel a anzeigtMultimodeBallaststoff. In der Einmodenfaser breitet sich eine Mode aus und die Lichtstrahlen wandern direkt durch das Kabel. In einemMultimodeKabel wandern die Lichtstrahlen durch das Kabel in verschiedenen Modi.

Diese Kabel werden in der Telekommunikation, in Sensoren, Faserlasern, Biomedizin und in vielen anderen Branchen eingesetzt. Die Vorteile der Verwendung von Glasfaserkabeln umfassen ihre höhere Bandbreite, geringere Signalverschlechterung, Schwerelosigkeit und Dünnheit als ein Kupferdraht, Kosteneffizienz, Flexibilität und daher werden sie in medizinischen und mechanischen Bildgebungssystemen verwendet.

Laserdioden

Laser (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission) ist eine Quelle für hoch monochromatisches, kohärentes und gerichtetes Licht. Es arbeitet unter stimulierten Emissionsbedingungen. Die Funktion einer Laserdiode besteht darin, elektrische Energie wie Infrarotdioden oder LEDs in Lichtenergie umzuwandeln. Der Strahl eines typischen Lasers hat eine Ausdehnung von 4 × 0,6 mm und eine Entfernung von 15 Metern. Die am häufigsten verwendeten Laser sind Injektionslaser oder Halbleiterlaser. Der Halbleiterlaser unterscheidet sich von anderen Lasern wie Fest-, Flüssig- und Gaslasern

Laserdioden

Wenn eine Spannung an den PN-Übergang angelegt wird, wird die Populationsinversion der Elektronen erzeugt, und dann ist der Laserstrahl aus dem Halbleiterbereich verfügbar. Die Enden des PN-Übergangs der Laserdiode sind poliertOberflächeund daher reflektieren die emittierten Photonen zurück, um mehr Elektronenpaare zu erzeugen. Somit sind die erzeugten Photonen mit den vorherigen Photonen in Phase.

Anwendungen von optoelektronischen Geräten

Netzbetriebene LED von Edgefxkits.com

1. LEDs könnte die nächste Generation von Beleuchtung werden und überall eingesetzt werden, beispielsweise in Anzeigelampen, Computerkomponenten, medizinischen Geräten, Uhren, Instrumententafeln, Schaltern, Glasfaserkommunikation, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten, Verkehrssignalen, Kfz-Bremslichtern, 7-Segment-Displays und inaktive Anzeigen und auch in verschiedenen verwendet Elektronik- und Elektrotechnikprojekte sowie

• Propelleranzeige der Nachricht durch virtuelle LEDs
• LED-basiertes automatisches Notlicht
• Netzbetriebenes LED-Licht
• Anzeige der gewählten Telefonnummern auf der Sieben-Segment-Anzeige
• Solarbetriebene LED-Straßenlaterne mit automatischer Intensitätsregelung

2. Die Solarzellen sind in der ländlichen Elektrifizierung, in Telekommunikationssystemen, in Navigationshilfen für den Ozean und in der Stromerzeugung im Weltraum sowie in Fernüberwachungs- und -steuerungssystemen anwendbar und werden auch in verschiedenen Systemen eingesetzt Projekte auf der Basis von Solarenergie sowie

• Solarenergiemesssystem
• Solar Street Light auf Arduino-Basis
• Solarbetriebenes automatisches Bewässerungssystem
• Solarstrom-Laderegler
• Sun Tracking Solarpanel

Solarbasiertes Projekt von edgefxkits.com

3. Fotodioden werden in vielen Arten von Schaltkreisen und verschiedenen Anwendungen wie Kameras, medizinischen Instrumenten, Sicherheitsausrüstungen, Industrien, Kommunikationsgeräten und Industrieausrüstungen verwendet.

4. Optische Fasern werden in der Telekommunikation, Sensoren, Faserlasern, Biomedizin und in vielen anderen Branchen eingesetzt.

5. Der Laser Dioden werden in der Glasfaserkommunikation verwendet, optische Speicher, militärische Anwendungen , CD-Player, chirurgische Eingriffe, lokale Netzwerke, Fernkommunikation, optische Speicher, Glasfaserkommunikation und In elektrische Projekte wie HF-gesteuertes Roboterfahrzeug mit Laserstrahlanordnung und so weiter.

Hier geht es also um optoelektronische Bauelemente, zu denen Laserdioden, Fotodioden, Solarzellen, LEDs und optische Fasern gehören.Diese optoelektronischen Bauelemente werden unterschiedlich eingesetzt elektronische Projekt-Kits sowie in Telekommunikation, Militärdienst und in medizinischen Anwendungen. Für weitere Informationen dazu senden Sie bitte Ihre Fragen, indem Sie unten einen Kommentar abgeben.

Bildnachweis:

• Laserdioden von tutorvista
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• Fotodiode von abgereichertes Schädel
• Solarzellen von Bildung
• Leuchtdioden von Photobiologie
• Glasfaser von Elektronik wöchentlich