Zamonaviy ilm-fan turli yo'nalishlarda faol rivojlanib, faoliyatning barcha mumkin bo'lgan foydali sohalarini qamrab olishga harakat qilmoqda. Bularning barchasi orasida ma'lumotlarni uzatish jarayonida ham, ularni saqlash yoki qayta ishlash jarayonida ham qo'llaniladigan optoelektronik qurilmalarni ajratib ko'rsatish kerak. Ular deyarli hamma joyda ko'proq yoki kamroq murakkab texnologiya qo'llaniladi.
Bu nima?
Optoelektron qurilmalar, shuningdek, optokupller deb ham ataladi, nurlanishni yuborish va qabul qilish qobiliyatiga ega bo'lgan maxsus yarimo'tkazgich tipidagi qurilmalar. Ushbu strukturaviy elementlar fotodetektor va yorug'lik chiqaradigan deb ataladi. Ular bir-biri bilan muloqot qilish uchun turli xil variantlarga ega bo'lishi mumkin. Bunday mahsulotlarning ishlash printsipi elektr energiyasini yorug'likka aylantirishga, shuningdek, bu reaktsiyaning teskarisiga asoslangan. Natijada, bitta qurilma ma'lum bir signalni yuborishi mumkin, ikkinchisi esa uni qabul qiladi va "shifrini ochadi". Optoelektron qurilmalar quyidagilarda ishlatiladi:
- uskunalar bilan aloqa birliklari;
- oʻlchash moslamalarining kirish sxemalari;
- yuqori kuchlanish va yuqori oqim davrlari;
- kuchli tiristorlar va triyaklar;
- rele qurilmalari va boshqalarkeyingi.
Bunday mahsulotlarning barchasini alohida komponentlari, dizayni yoki boshqa omillarga qarab bir necha asosiy guruhlarga ajratish mumkin. Quyida bu haqda batafsil.
Emitent
Optoelektron qurilmalar va qurilmalar signal uzatish tizimlari bilan jihozlangan. Ular emitentlar deb ataladi va turiga qarab mahsulotlar quyidagilarga bo'linadi:
- Lazer va LEDlar. Bunday elementlar eng ko'p qirrali hisoblanadi. Ular yuqori samaradorlik, juda tor nur spektri (bu parametr kvazkromatiklik deb ham ataladi), radiatsiyaning aniq yo'nalishini va juda yuqori tezlikni saqlaydigan juda keng ish diapazoni bilan ajralib turadi. Bunday emitentlarga ega qurilmalar juda uzoq vaqt ishlaydi va nihoyatda ishonchli, ular hajmi kichik va mikroelektronik modellar sohasida yaxshi ishlaydi.
- Elektroluminesans hujayralar. Bunday dizayn elementi juda yuqori bo'lmagan konvertatsiya sifati parametrini ko'rsatadi va juda uzoq vaqt davomida ishlamaydi. Shu bilan birga, qurilmalarni boshqarish juda qiyin. Biroq, ular fotorezistorlar uchun eng mos keladi va ko'p elementli, ko'p funktsional tuzilmalarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Shunday bo'lsa-da, kamchiliklari tufayli hozirda bunday turdagi emitentlar juda kamdan-kam hollarda, faqat ulardan voz kechib bo'lmaydigan hollarda qo'llaniladi.
- Neon lampalar. Ushbu modellarning yorug'lik chiqishi nisbatan past, shuningdek, ular shikastlanishga yaxshi bardosh bera olmaydi va uzoq davom etmaydi. Katta o'lchamlarda farqlanadi. Ular juda kamdan-kam hollarda, ayrim turdagi qurilmalarda ishlatiladi.
- cho'g'lanma lampalar. Bunday emitentlar faqat rezistorli qurilmalarda qo'llaniladi va boshqa joyda qo'llanilmaydi.
Natijada, LED va lazerli modellar faoliyatning deyarli barcha sohalari uchun optimal tarzda mos keladi va faqat ba'zi joylarda boshqacha qilish mumkin bo'lmaganda, boshqa variantlar qo'llaniladi.
Fotodetektor
Optoelektron qurilmalarning tasnifi dizaynning ushbu qismining turiga qarab ham amalga oshiriladi. Qabul qiluvchi element sifatida har xil turdagi mahsulotlardan foydalanish mumkin.
- Fototiristorlar, tranzistorlar va diodlar. Ularning barchasi ochiq turdagi o'tish bilan ishlashga qodir universal qurilmalarga tegishli. Ko'pincha dizayn kremniyga asoslangan va shuning uchun mahsulotlar juda keng sezgirlikka ega.
- Fotorezistorlar. Bu xususiyatlarni juda murakkab tarzda o'zgartirishning asosiy afzalligiga ega bo'lgan yagona muqobildir. Bu barcha turdagi matematik modellarni amalga oshirishga yordam beradi. Afsuski, aynan fotorezistorlar inertial bo‘lib, ularning qo‘llanish doirasini sezilarli darajada toraytiradi.
Nurni qabul qilish har qanday bunday qurilmaning eng asosiy elementlaridan biridir. Qabul qilingandan keyingina keyingi ishlov berish boshlanadi va agar aloqa sifati etarlicha yuqori bo'lmasa, bu mumkin bo'lmaydi. Natijada, fotodetektor dizayniga katta e'tibor beriladi.
Optik kanal
Mahsulotlarning dizayn xususiyatlarini fotoelektron va optoelektronik qurilmalar uchun foydalanilgan belgilash tizimi yaxshi ko'rsatishi mumkin. Bu ma'lumotlarni uzatish kanaliga ham tegishli. Uchta asosiy variant mavjud:
- Uzaytirilgan kanal. Bunday modeldagi fotodetektor optik kanaldan etarlicha uzoqda bo'lib, maxsus yorug'lik qo'llanmasini tashkil qiladi. Aynan shu dizayn opsiyasi kompyuter tarmoqlarida faol ma'lumotlarni uzatish uchun faol foydalaniladi.
- Yopiq kanal. Ushbu turdagi qurilish maxsus himoyadan foydalanadi. Bu kanalni tashqi ta'sirlardan mukammal himoya qiladi. Galvanik izolyatsiyalash tizimi uchun modellar qo'llaniladi. Bu juda yangi va istiqbolli texnologiya boʻlib, u hozir doimiy ravishda takomillashtirilmoqda va elektromagnit oʻrni oʻrnini bosqichma-bosqich egallamoqda.
- Kanalni ochish. Ushbu dizayn fotodetektor va emitent o'rtasida havo bo'shlig'ining mavjudligini nazarda tutadi. Modellar diagnostika tizimlarida yoki turli sensorlarda ishlatiladi.
Spektral diapazon
Ushbu koʻrsatkich nuqtai nazaridan barcha turdagi optoelektronik qurilmalarni ikki turga boʻlish mumkin:
- Yaqin masofa. Bu holda to'lqin uzunligi 0,8-1,2 mikron oralig'ida. Ko'pincha bunday tizim ochiq kanaldan foydalanadigan qurilmalarda qo'llaniladi.
- Uzoq masofa. Bu erda to'lqin uzunligi allaqachon 0,4-0,75 mikron. Ushbu turdagi boshqa mahsulotlarning aksariyat turlarida ishlatiladi.
Dizayn
Ushbu koʻrsatkichga koʻra optoelektron qurilmalar uch guruhga boʻlingan:
- Maxsus. Bunga bir nechta emitentlar va fotodetektorlar, borligi, joylashuvi, tutun va hokazolar sensorlari bilan jihozlangan qurilmalar kiradi.
- Integral. Bunday modellarda qo'shimcha ravishda maxsus mantiqiy sxemalar, komparatorlar, kuchaytirgichlar va boshqa qurilmalar qo'llaniladi. Boshqa narsalar qatorida, ularning chiqishlari va kirishlari galvanik izolyatsiyalangan.
- Boshlang'ich. Bu qabul qiluvchi va emitent faqat bitta nusxada mavjud bo'lgan mahsulotlarning eng oddiy versiyasidir. Ular tiristor va tranzistor, diod, rezistor va umuman boshqa har qanday bo'lishi mumkin.
Barcha uchta guruh yoki har biri alohida qurilmalarda ishlatilishi mumkin. Strukturaviy elementlar muhim rol o'ynaydi va mahsulotning funksionalligiga bevosita ta'sir qiladi. Shu bilan birga, murakkab uskunalar, agar mos bo'lsa, eng oddiy, elementar navlardan ham foydalanishi mumkin. Lekin buning aksi ham bor.
Optoelektron qurilmalar va ularning ilovalari
Qurilmalardan foydalanish nuqtai nazaridan ularning barchasini 4 toifaga bo'lish mumkin:
- Integral sxemalar. Turli xil qurilmalarda qo'llaniladi. Printsip bir-biridan ajratilgan alohida qismlardan foydalangan holda turli xil strukturaviy elementlar o'rtasida qo'llaniladi. Bu komponentlarning boshqa har qanday tarzda o'zaro ta'sirini oldini oladidasturchi tomonidan taqdim etilgan.
- Izolyatsiya. Bunday holda, maxsus optik qarshilik juftlari, ularning diodi, tiristor yoki tranzistorli navlari va boshqalar ishlatiladi.
- Transformatsiya. Bu eng keng tarqalgan foydalanish holatlaridan biridir. Unda oqim yorug'likka aylanadi va shu tarzda qo'llaniladi. Oddiy misol - barcha turdagi lampalar.
- Teskari oʻzgartirish. Bu butunlay qarama-qarshi versiya bo'lib, unda yorug'lik oqimga aylanadi. Barcha turdagi qabul qiluvchilarni yaratish uchun foydalaniladi.
Aslida elektr quvvati bilan ishlaydigan va optoelektronik komponentlar mavjud boʻlmagan deyarli har qanday qurilmani tasavvur qilish qiyin. Ular oz sonlarda taqdim etilishi mumkin, lekin ular hali ham mavjud.
Natijalar
Barcha optoelektronik qurilmalar, tiristorlar, diodlar, yarimo'tkazgichli qurilmalar har xil turdagi uskunalarning strukturaviy elementlari hisoblanadi. Ular odamga yorug'likni qabul qilish, ma'lumot uzatish, qayta ishlash yoki hatto saqlash imkonini beradi.
