Quang điện tử là giao tiếp giữa quang học và điện tử bao gồm nghiên cứu, thiết kế và sản xuất một thiết bị phần cứng có thể chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng và ánh sáng thành năng lượng thông qua chất bán dẫn. Thiết bị này được làm từ vật liệu tinh thể rắn nhẹ hơn kim loại và nặng hơn chất cách điện . Thiết bị quang điện tử về cơ bản là một thiết bị điện tử liên quan đến ánh sáng. Thiết bị này có thể được tìm thấy trong nhiều ứng dụng quang điện tử như dịch vụ quân sự, viễn thông, hệ thống kiểm soát truy cập tự động và thiết bị y tế.

Thiết bị quang điện tử

Lĩnh vực học thuật này bao gồm một loạt các thiết bị bao gồm đèn LED và các phần tử, thiết bị thu nhận hình ảnh, màn hình thông tin, hệ thống truyền thông quang học, kho lưu trữ quang học và hệ thống viễn thám, v.v. Ví dụ về các thiết bị quang điện tử bao gồm laser viễn thông, laser xanh lam, sợi quang học, Đèn giao thông LED , điốt quang và pin mặt trời.Số đôngcủa các thiết bị quang điện tử (chuyển đổi trực tiếp giữa điện tử và photon) là đèn LED, điốt laze, điốt quang và pin mặt trời.

Các loại thiết bị quang điện tử

Quang điện tử được phân thành nhiều loại khác nhau như

Điốt quang
Pin mặt trời
Điốt phát sáng
Cáp quang
Điốt laze

Diode ảnh

Diode quang là một cảm biến ánh sáng bán dẫn tạo ra điện áp hoặc dòng điện khi ánh sáng rơi vào đường giao nhau. Nó bao gồm một điểm nối P-N tích cực, được vận hành theo phân cực ngược lại. Khi một photon có nhiều năng lượng chạm vào chất bán dẫn, một cặp electron hoặc lỗ trống được tạo ra. Các electron khuếch tán đến điểm nối để tạo thành điện trường.

Diode ảnh

Điện trường qua vùng suy giảm này bằng điện áp âm trên diode không phân cực. Phương pháp này còn được gọi là hiệu ứng quang điện bên trong. Thiết bị này có thể được sử dụng ở ba chế độ:quang điệnnhư một tế bào năng lượng mặt trời, phân cực thuận là đèn LED và phân cực ngược là máy dò ảnh . Điốt quang được sử dụng trong nhiều loại mạch và các ứng dụng khác nhau như máy ảnh, dụng cụ y tế, thiết bị an toàn, công nghiệp, thiết bị truyền thông và thiết bị công nghiệp.

Pin mặt trời

Pin mặt trời hay tế bào quang điện là một thiết bị điện tử chuyển đổi trực tiếp năng lượng mặt trời thành điện năng. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào pin mặt trời, nó tạo ra cả dòng điện và hiệu điện thế để tạo ra năng lượng điện. Ánh sáng mặt trời, bao gồm các photon, bức xạ từ mặt trời. Khi các photon va chạm với các nguyên tử silicon của pin mặt trời, chúng sẽ truyền năng lượng của chúng để làm mất các electron và sau đó, các electron năng lượng cao này sẽ chuyển sang mạch bên ngoài.

Pin mặt trời

Pin mặt trời bao gồm hai lớp được ghép vào nhau. Lớp đầu tiên được nạp các electron, vì vậy các electron này sẵn sàng nhảy từ lớp đầu tiên sang lớp thứ hai. Lớp thứ hai có một số điện tử bị lấy đi, và do đó, nó sẵn sàng lấy thêm điện tử. Ưu điểm của pin mặt trời làLàkhông cung cấp nhiên liệu và vấn đề chi phí. Chúng rất đáng tin cậy và ít cần bảo trì.

Pin mặt trời được ứng dụng trong điện khí hóa nông thôn, hệ thống viễn thông, thiết bị hỗ trợ điều hướng biển, hệ thống phát điện trong không gian và hệ thống giám sát và điều khiển từ xa .

Điốt phát sáng

Điốt phát quang là một điốt bán dẫn P-N, trong đó sự kết hợp lại của các điện tử và lỗ trống tạo ra một photon. Khi diode được phân cực điện theo chiều thuận, nó phát ra ánh sáng phổ hẹp không mạch lạc. Khi một điện áp được đặt vào các dây dẫn của đèn LED, các điện tử sẽ tái kết hợp với các lỗ trống bên trong thiết bị và giải phóng năng lượng dưới dạng photon. Hiệu ứng này được gọi là điện phát quang. Nó là sự chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng. Màu sắc của ánh sáng được quyết định bởi vùng cấm năng lượng của vật liệu.

Điốt phát sáng

Việc sử dụng đèn LED có ưu điểm là nó tiêu thụ ít điện năng hơn và tỏa nhiệt ít hơn. Đèn LED có tuổi thọ cao hơn đèn sợi đốt. Đèn LED có thể trở thành thế hệ chiếu sáng tiếp theo và được sử dụng ở mọi nơi như đèn chỉ dẫn, linh kiện máy tính, thiết bị y tế, đồng hồ, bảng thiết bị, công tắc, truyền thông cáp quang , điện tử dân dụng, thiết bị gia dụng , Vân vân.

Cáp quang

Một sợi quang hoặc sợi quangchất xơlà một chất dẻo và sợi trong suốt được làm bằng nhựa hoặc thủy tinh. Nó có phần dày hơn tóc người. Nó có thể hoạt động như một ống dẫn ánh sáng hoặc ống dẫn sóng để truyền ánh sáng giữa hai đầu của sợi quang. Sợi quang thường bao gồm ba lớp đồng tâm: acốt lõi, một tấm ốp và một chiếc áo khoác. Lõi, vùng truyền ánh sáng của sợi, là phần trung tâm của sợi, được làm bằng silica. Lớp phủ, lớp bảo vệ xung quanh lõi, được làm bằng silica.Điều này tạo ra một ống dẫn sóng quang học giới hạn ánh sáng trong lõi bằng cách phản xạ toàn phần tại bề mặt của lớp bọc lõi.Áo khoác, lớp không quang học xung quanh lớp phủ, thường bao gồm một hoặc nhiều lớp polyme bảo vệ silica khỏi tác hại vật lý hoặc môi trường.

Cáp quang

Cùng với cáp quang, áo khoác có nhiều màu sắc khác nhau. Những màu này cho phép nhận dạng cáp quang và loại cáp đang xử lý. Ví dụ: cáp màu cam biểu thị rõ ràng sợi đơn mode, trong khi cáp màu vàng biểu thịđa chế độchất xơ. Trong sợi quang đơn mode, một mode lan truyền và các tia sáng truyền thẳng qua cáp. Trong mộtđa chế độcáp, các tia sáng truyền qua cáp theo các chế độ khác nhau.

Những loại cáp này được sử dụng trong viễn thông, cảm biến, laser sợi quang, thuốc sinh học và trong nhiều ngành công nghiệp khác. Những lợi thế của việc sử dụng cáp quang bao gồm băng thông cao hơn, ít suy giảm tín hiệu hơn, không trọng lượng và mỏng hơn dây đồng, hiệu quả về chi phí, tính linh hoạt và do đó chúng được sử dụng trong các hệ thống hình ảnh y tế và cơ học.

Điốt laze

Laser (khuếch đại ánh sáng bằng cách phát bức xạ kích thích) là một nguồn ánh sáng đơn sắc, kết hợp và có hướng. Nó hoạt động trong điều kiện phát xạ kích thích. Chức năng của diode laser là chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng giống như diode hồng ngoại hoặc đèn LED. Chùm tia laser điển hình có kích thước 4 × 0,6mm mở rộng ở khoảng cách 15 mét. Các loại laser phổ biến nhất được sử dụng là laser tiêm hoặc laser bán dẫn. Laser bán dẫn thay đổi từ các loại laser khác như laser rắn, lỏng và khí

“mạch thu và phát điều khiển từ xa ”

Điốt laze

Khi một điện áp được đặt qua tiếp giáp P-N, sự nghịch đảo của các electron được tạo ra, và khi đó chùm tia laze có sẵn từ vùng bán dẫn. Các đầu của điểm giao nhau P-N của diode laser đã được đánh bóngbề mặtvà do đó, các photon phát ra phản xạ trở lại để tạo ra nhiều cặp electron hơn. Như vậy, các photon được tạo ra sẽ cùng pha với các photon trước đó.

Các ứng dụng của thiết bị quang điện tử

Đèn LED hoạt động chính bởi Edgefxkits.com

1. Đèn LED có thể trở thành thế hệ chiếu sáng tiếp theo và được sử dụng ở mọi nơi như đèn chỉ dẫn, linh kiện máy tính, thiết bị y tế, đồng hồ, bảng thiết bị, công tắc, truyền thông cáp quang, điện tử tiêu dùng, thiết bị gia dụng, tín hiệu giao thông, đèn phanh ô tô, màn hình 7 đoạn và màn hình không hoạt động và cũng được sử dụng trong các đồ án kỹ thuật điện và điện tử nhu la

Cánh quạt Hiển thị thông báo bằng đèn LED ảo
Đèn khẩn cấp tự động dựa trên LED
Đèn LED hoạt động chính
Hiển thị các số điện thoại đã gọi trên màn hình bảy phân đoạn
Đèn đường Led chạy bằng năng lượng mặt trời với điều khiển cường độ tự động

2. Pin mặt trời được áp dụng trong điện khí hóa nông thôn, hệ thống viễn thông, thiết bị hỗ trợ hàng hải và sản xuất điện trong không gian và hệ thống giám sát và điều khiển từ xa và cũng được sử dụng trong các các dự án dựa trên năng lượng mặt trời nhu la

Hệ thống đo lường năng lượng mặt trời
Đèn đường năng lượng mặt trời dựa trên Arduino
Hệ thống tưới tự động chạy bằng năng lượng mặt trời
Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời theo dõi mặt trời

Dự án dựa trên năng lượng mặt trời từ edgefxkits.com

3. Điốt quang được sử dụng trong nhiều loại mạch và các ứng dụng khác nhau như máy ảnh, dụng cụ y tế, thiết bị an toàn, công nghiệp, thiết bị truyền thông và thiết bị công nghiệp.

4. Sợi quang được sử dụng trong viễn thông, cảm biến, laser sợi quang, thuốc sinh học và trong nhiều ngành công nghiệp khác.

5. Tia laser điốt được sử dụng trong truyền thông cáp quang, bộ nhớ quang học, ứng dụng quân sự , Đầu đĩa CD, quy trình phẫu thuật, Mạng cục bộ, liên lạc đường dài, bộ nhớ quang học, truyền thông cáp quang và trong dự án điện chẳng hạn như Xe rô-bốt được điều khiển bằng tần số vô tuyến có bố trí chùm tia laser, v.v.

Vì vậy, đây là tất cả về các thiết bị quang điện tử bao gồm điốt laser, điốt quang, pin mặt trời, đèn LED, sợi quang học.Các thiết bị quang điện tử này được sử dụng trong các bộ dự án điện tử cũng như trong viễn thông, dịch vụ quân sự và trong các ứng dụng y tế. Để biết thêm thông tin liên quan đến tương tự, vui lòng đăng câu hỏi của bạn bằng cách bình luận bên dưới.

Tín ảnh: