1
К А Ф Е Д Р А
і
Р у б р и к у в е д е т
М . П у т ы р с к и й
Оптоэлектроникой называют научно-техническое направление, в
котором для передачи, обработки и хранения информации использу-
ются электрические и оптические средства и методы. В оптоэлектро-
нике световой луч выполняет те же функции управления, преобразо-
вания и связи, что и электрический сигнал в электрических цепях.
О
птоэлектронными прибора
ми называют устройства,
излучающие и преобразую-
щие излучение в инфракрасной, ви-
димой или ультрафиолетовой обла-
стях спектра или использующие для
своей работы электромагнитные из-
лучения, частоты которых находятся
в этих областях.
В общем случае термин “оптоэ-
лектронный прибор” характеризует
устройство, в котором имеются эле-
менты, обеспечивающие генериро-
вание оптического излучения, его
передачу и прием. Сейчас к оптоэ-
лектронным устройствам также от-
носят: полупроводниковые приборы
и микросхемы, выполняющие фун-
кции устройств оптической перера-
ботки информации; устройства ото-
бражения информации; сканисторы
- устройства развертки изображе-
ний; единичные преобразователи
электрических сигналов в оптичес-
кие и наоборот - фотоизлучатели и
фотоприемники.
Для осуществления элементар-
ного преобразования в оптоэлект-
ронике необходимо иметь управля-
емый источник света (ф отоизлуча-
тель), яркость свечения которого
однозначно определяется электри-
ческим сигналом, а также фотопри-
емник, сопротивление или ЭДС ко-
торого зависит от его освещ еннос-
ти.
У стройства о пто эл е ктр о н и ки
имеют ряд преимуществ перед чи-
сто электронными устройствами.
В них обеспечивается практи-
чески полная гальваническая раз-
вязка между входной и выходной
14
|_ ----------------------------------------------
цепями. Отсутствует обратное вли-
яние приемника сигнала на его ис-
точник. Л егко согласуются между
собой электрические цепи с разны-
ми входными и выходными импе-
дансами. Оптоэлектронные устрой-
ства имеют ш ирокую полосу про-
пускания и преобразования сигна-
лов, больш ое бы стродействие и
высокую информационную емкость
о п ти ч е с ки х ка н а л о в связи (до
1
0
13.
.. 1
015
Гц). В связи с тем, что в
оптической цепи носителями заря-
да являются электрически нейт-
ральные ф отоны,которые в свето-
вом потоке не взаим одействую т
между собой, не смешиваются и не
рассеиваются, на подобные цепи
практически не влияют всевозмож-
ные помехи, вызванные электри-
ческими и магнитными полями. В
электронных и электрических це-
пях, где носителями заряда являют-
ся электроны, имеющие определен-
ный электрический заряд, всегда
наблюдается “взаимодействие” но-
сителей заряда с электрическими и
м агнитны м и полями, “следствие
чего информационные сигналы ис-
кажаются.
Оптроны
Основным компонентом оптоэлект-
роники является “пара с фотонной
связью”, называемая оптроном.
Идея создания и применения оп-
тронов относится к 1955 г., когда в
работе Loebner Е. Е. “Optoelectronic
devices network” была предложена
целая серия приборов с оптически-
ми и электрическими связями меж-
ду элементами, что позволяло осу-
ществлять усиление и спектраль-
ное преобразование световых сиг-
налов, создавать приборы с двумя
устойчивыми состояниями - биста-
бильные оптроны, оптоэлектронные
устройства накопления и хранения
информации логические схемы, ре-
гистры сдвига. Там же был предло-
жен и термин “оптрон”, образован-
ный как сокращение от английско-
го “optical-electronic device”.
Описанные в этой работе оптро-
ны, отлично иллюстрируя принци-
пы, оказались непригодными для
промышленной реализации, так как
основывались на несоверш енной
элементарной базе - неэффектив
ных и инерционных порош ковы х
электролюминесцентных конденса
торах (излучатель) и фоторезисто-
рах (при е м н и к). Н есоверш енны
были и важнейшие эксплуатацион-
ные характеристики приборов: низ-
котемпературная и временная ста-
бильность параметров, недостаточ-
ная устойчивость к механическим
воздействиям. Поэтому, на первых
порах оптрон оставался лишь инте-
ресным научным достижением не
находящим применения в технике.
Лишь в середине 60-х годов раз-
вития полупроводниковых светоиз-
лучающих диодов и технологичес-
ки совершенных высокоэфф ектив-
ных быстродействующих кремние
вых фотоприемников с р - п-пере-
ходами (фотодиоды и ф ототранзи-
сторы ) начала создаваться э л е -
ментарная база современной опт-
ронной техники. К началу 70-х годов
производство оптронов в ведущих
странах мира превратилось в важную
I Радиолюбитель- 07/2004
предыдущая страница 13 Радиолюбитель 2004-07 читать онлайн следующая страница 15 Радиолюбитель 2004-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст