December 17 2017 04:13:12
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Оптоэлектронные устройства и отображение информации
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Оптоэлектроникой называют научно-техническое направление, посвященное совместному исследованию и описанию электронных и оптических явлений, а также раздел электроники, охватывающий проблемы создания оптоэлектронных приборов (в основном методами микроэлектронной технологии). Назначение оптоэлектроники состоит в эффективном решении ряда задач обработки информации (получения, хранения, преобразования, отображения). Назначение электроники – создание узлов и устройств различного назначения.

Развитие оптики и квантовой электроники привело к возникновению интегральной оптики и созданию интегрально-оптических систем, аналогичных полупроводниковым элементам микроэлектроники по назначению и технологии изготовления, но использующим в качестве переносчика информации потоки фотонов. Разнообразие физических эффектов позволило реализовать множество различных приборов: оптоэлектронные датчики, оптические вычислительные и запоминающие устройства, индикаторы для отображения информации, волоконно-оптические линии связи.

Преимущества устройств оптоэлектроники: весьма большой частотный диапазон преобразуемых сигналов; гальваническая развязка между входной и выходной цепями, большая информационная емкость и высокое быстродействие оптических каналов связи. К недостаткам оптоэлектронных компонентов можно отнести: сравнительно большую потребляемую электрическая мощность; плохую временную и температурную стабильность характеристик; технологические сложности изготовления.

Физическую основу оптоэлектроники составляют явления, методы и средства, для которых принципиально единство оптических и электронных процессов. Ее техническую базу определяют конструктивные и технологические решения микроэлектроники: миниа -ризация, интеграция элементов и функций, использование планарной и групповой технологии.

Свойства оптоэлектронных систем определяются механизмом взаимодействия излучения с веществом в оптическом диапазоне, включающем сигналы с длиной волны от 10 –8 м (10 нм) до 10 –4 м (100 мкм). Видимая часть оптического диапазона занимает узкий участок с длиной волны от 0,38 мкм до 0,77 мкм; слева располагается области ультрафиолетового с l от 0,38 мкм до 1 нм, справа – инфракрасного с l = 1000 ...0,77 мкм излучений. Наиболее освоенной в техническом плане является область с длиной волны 0,2…50 мкм, которой соответствует частотный диапазон от 10 13 Гц до 10 15 Гц.

Элементы оптоэлектроники описывают двумя типами характеристик и соответствующих параметров: оптическими и электрическими. Электромагнитные колебания светового диапазона, удовлетворяющие уравнениям классической электродинамики, можно характеризовать электрической составляющей плоского электромагнитного поля:  img378,

где img379– вектор напряженности электрического поля амплитудой E0 с поляризацией, т.е. направлением, по орту ex; n,c – показатель преломления и скорость света в среде при распространении вдоль координаты z. Следовательно, в качестве модулируемых (информационных) параметров сигнала можно выбрать интенсивность (амплитуду), направление поляризации, частоту, начальную фазу.

Типичная оптоэлектронная система преобразования сигналов (рис.9.1) содержит излучатель И (источник света), модулятор М, фотоприемник ФП и оптическую линию связи ВОЛС (среду распространения), а также запоминающую среду в оптических ЗУ и электронную систему обработки информации ЭС.


Рис.9.1. Типичная оптоэлектронная система

Преобразуемое входное напряжение u задает световой поток излучателя с управлением электрическим сигналом или с помощью оптического модулятора. Среда распространения может быть неограниченной (распространение света в пространстве) или представлять собой волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) с устройствами ввода и вывода светового потока (оптическими разъемами). Фотоприемник (ФП) вырабатывает сигнал, напряжение uвых которого зависят от его освещенности. Дальнейшая обработка сигнала осуществляется электронной системой (ЭС).

Применяются аналоговые и дискретные (в том числе цифровые) оптоэлектронные системы. В устройства памяти наряду с отмеченными элементами входят также фокусирующие системы и дефлекторы, управляющие отклонением луча.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.02 секунд 2,298,788 уникальных посетителей