Оптоэлектронные приборы. Классификация и типы.

Оптоэлектроника – область электроники, где в качестве носителей информации используются электро-магнитные волны оптического диапазона (10нм – 1мм).

Широкое освоение оптического диапазона определяется рядом принципиальных преимуществ световых волн по сравнению с ра­диоволнами:

1) большой информационной емкостью оптической связи, что обусловлено очень высокой частотой световых волн. Так в видимом участке спектра f ~ (101... 1015) Гц для передачи обычного телевизионного изображения необходима полоса частот  f = 6 мГц, поэтому в УКВ и дециметровом диапазонах можно разместить до нескольких сотен телевизионных каналов. В оптическом диапазоне это число возрастает до сотен миллионов и более;

2) высокой направленностью излучения из-за малого отнош. длины волны к размерам апертуры излучателя;

3) возможностью реализации идеальной гальванической развязки входа и выхода, однонаправленностью потока информации, высокой помехозащищенностью, исключением взаимных наводок и паразитных связей между различными элементами схемы. Все это достигается за счет того, что фотоны являются электрически нейтральными квазичастицами, которые не взаимодействуют между собой и с внешним электрическим и магнитным полями;

4) высокой плотностью записи информации в оптических за­поминающих устройствах, что открывает новые перспективы для построения ЭВМ последующих поколений.

Для реализации этих преимуществ необходимы прежде всего оптоэлектронные приборы, имеющие хорошие характеристики. Оптоэлектронные приборы — это устройства, в которых основные процессы происходят с участием фотонов. В зависимости от осо­бенностей протекающих процессов все оптоэлектронные приборы можно разделить на три группы:

1) светоизлучатели, преобразующие электрическую энергию в оптическое излучение (светодиоды, полупроводниковые лазеры, люминесцентные конденсаторы);

2) фотоприемники (фотодетекторы), которые преобразуют оп­тическое излучение в электрические информационные сигналы (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы и т.д.);

3) солнечные преобразователи, преобразующие оптическое из­лучение в электрическую энергию (солнечные батареи, фотовольтические приборы).

Помимо указанных приборов, в различных областях науки и техники широко используются оптоэлектронные пары — полупроводниковые приборы, состоящие из светоизлучающего и фотоприемного элементов, между которыми существует оптическая связь через посредство оптического канала, обеспечивающего электриче­скую изоляцию между входом и выходом(последовательного преобразования «ток-свет-ток»). Светоизлучатель, фотоприемник и оптический канал, реализующий гальваническую раз­вязку между входом и выходом, конструктивно объединены в одном корпусе.

Для применения в различных электронных устройствах служат оптоэлектронные интегральные схемы — интегральные микросхемы, в которых осуществляется оптическая связь между отдельными узлами или компонентами с целью изоляции их друг от друга (гальванической развязки).