L'optoélectronique est la communication entre l'optique et l'électronique qui comprend l'étude, la conception et la fabrication d'un dispositif matériel qui convertit énergie électrique en lumière et lumière en énergie à travers les semi-conducteurs. Cet appareil est fabriqué à partir de matériaux cristallins solides qui sont plus légers que les métaux et plus lourd que les isolants . Le dispositif optoélectronique est essentiellement un dispositif électronique impliquant la lumière. Cet appareil peut être trouvé dans de nombreuses applications optoélectroniques comme les services militaires, les télécommunications, systèmes de contrôle d'accès automatique et équipements médicaux.

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Dispositifs optoélectroniques

Ce domaine académique couvre une large gamme de dispositifs comprenant des LED et des éléments, des dispositifs de prise d'image, des écrans d'information, des systèmes de communication optique, des stockages optiques et des systèmes de télédétection, etc. Des exemples de dispositifs optoélectroniques comprennent le laser de télécommunication, le laser bleu, la fibre optique, Feux de signalisation à LED , photodiodes et cellules solaires.Majoritédes dispositifs optoélectroniques (conversion directe entre électrons et photons) sont des LED, des diodes laser, des photodiodes et des cellules solaires.

Types d'appareils optoélectroniques

L'optoélectronique est classée en différents types tels que

Photodiode
Cellules solaires
Diodes électroluminescentes
Fibre optique
Diodes laser

Diode photo

Une photodiode est un capteur de lumière à semi-conducteur qui génère une tension ou un courant lorsque la lumière tombe sur la jonction. Il se compose d'une jonction P-N active, qui fonctionne en polarisation inverse. Lorsqu'un photon avec beaucoup d'énergie frappe le semi-conducteur, une paire d'électrons ou de trous est créée. Les électrons se diffusent vers la jonction pour former un champ électrique.

Diode photo

Ce champ électrique à travers la zone d'appauvrissement est égal à une tension négative aux bornes de la diode non biaisée. Cette méthode est également connue sous le nom d'effet photoélectrique interne. Cet appareil peut être utilisé dans trois modes:photovoltaïquecomme une cellule solaire, polarisée en direct comme une LED et polarisée en inverse comme un détecteur photo . Les photodiodes sont utilisées dans de nombreux types de circuits et différentes applications telles que les caméras, les instruments médicaux, les équipements de sécurité, les industries, les appareils de communication et les équipements industriels.

Cellules solaires

Une cellule solaire ou cellule photo-voltaïque est un appareil électronique qui convertit directement l’énergie solaire en électricité. Lorsque la lumière du soleil tombe sur une cellule solaire, elle produit à la fois un courant et une tension pour produire de l'énergie électrique. La lumière du soleil, qui est composée de photons, rayonne du soleil. Lorsque les photons frappent les atomes de silicium de la cellule solaire, ils transfèrent leur énergie pour perdre des électrons, puis ces électrons de haute énergie circulent vers un circuit externe.

Cellules solaires

La cellule solaire est composée de deux couches qui sont frappées ensemble. La première couche est chargée d'électrons, donc ces électrons sont prêts à sauter de la première couche à la deuxième couche. La deuxième couche a des électrons enlevés, et par conséquent, elle est prête à prendre plus d'électrons. Les avantages des cellules solaires sont que, làestaucun problème d'approvisionnement en carburant et de coût. Ceux-ci sont très fiables et nécessitent peu d'entretien.

Les cellules solaires sont applicables dans l'électrification rurale, les systèmes de télécommunication, les aides à la navigation océanique, système de génération d'énergie électrique dans l'espace et systèmes de surveillance et de contrôle à distance .

Diodes électroluminescentes

Diode électro-luminescente est une diode semi-conductrice P-N dans laquelle la recombinaison d'électrons et de trous produit un photon. Lorsque la diode est polarisée électriquement dans le sens direct, elle émet une lumière à spectre étroit incohérente. Lorsqu'une tension est appliquée aux conducteurs de la LED, les électrons se recombinent avec les trous à l'intérieur de l'appareil et libèrent de l'énergie sous forme de photons. Cet effet est appelé électroluminescence. C'est la conversion de l'énergie électrique en lumière. La couleur de la lumière est décidée par la bande interdite d'énergie du matériau.

Diode électro-luminescente

L'utilisation de la LED est avantageuse car elle consomme moins d'énergie et produit moins de chaleur. Les LED durent plus longtemps que les lampes à incandescence. Les LED pourraient devenir la prochaine génération d'éclairage et être utilisées n'importe où, comme dans les voyants lumineux, les composants informatiques, les appareils médicaux, les montres, les tableaux de bord, les interrupteurs, communication par fibre optique , l'électronique grand public, appareils ménagers , etc.

Fibre optique

Une fibre optique ou une optiquefibreest une fibre plastique et transparente en plastique ou en verre. Il est un peu plus épais qu'un cheveu humain. Il peut fonctionner comme un tube de lumière ou un guide d'ondes pour transmettre la lumière entre les deux extrémités de la fibre. Les fibres optiques comprennent généralement trois couches concentriques: acoeur, un habillage et une veste. Le noyau, une région de transmission de la lumière de la fibre, est la section centrale de la fibre, qui est faite de silice. Le revêtement, la couche protectrice autour du noyau, est en silice.Ceci crée un guide d'onde optique qui limite la lumière dans le coeur par une réflexion totale à l'interface du coeur-gaine.Veste, la couche non optique autour de la gaine, est généralement constituée d'une ou plusieurs couches d'un polymère qui protègent la silice des dommages physiques ou environnementaux.

Fibre optique

En plus du câble à fibre optique, les gaines sont disponibles en différentes couleurs. Ces couleurs permettent de reconnaître le câble à fibre optique et le type de câble avec lequel on a affaire. Par exemple, un câble de couleur orange indique clairement une fibre monomode, tandis qu'un câble jaune indique unemultimodefibre. Dans la fibre monomode, un mode se propage et les rayons lumineux traversent directement le câble. Dans unmultimodecâble, les rayons lumineux traversent le câble en suivant différents modes.

Ces câbles sont utilisés dans les télécommunications, les capteurs, les lasers à fibre, la biomédecine et dans de nombreuses autres industries. Les avantages de l'utilisation d'un câble à fibre optique incluent leur bande passante plus élevée, moins de dégradation du signal, leur apesanteur et leur finesse qu'un fil de cuivre, leur rentabilité, leur flexibilité et, par conséquent, ils sont utilisés dans les systèmes d'imagerie médicale et mécanique.

Diodes laser

Le laser (amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement) est une source de lumière hautement monochromatique, cohérente et directionnelle. Il fonctionne dans des conditions d'émission stimulée. La fonction d'une diode laser est de convertir l'énergie électrique en énergie lumineuse comme des diodes infrarouges ou des LED. Le faisceau d'un laser typique a 4 × 0,6 mm s'étendant à une distance de 15 mètres. Les lasers les plus couramment utilisés sont les lasers à injection ou les lasers à semi-conducteurs. Le laser à semi-conducteur change des autres lasers comme les lasers à solide, à liquide et à gaz

Diodes laser

Lorsqu'une tension est appliquée à travers la jonction P-N, l'inversion de population des électrons est produite, puis le faisceau laser est disponible à partir de la région semi-conductrice. Les extrémités de la jonction P-N de la diode laser sont poliessurface, et par conséquent, les photons émis se reflètent pour créer plus de paires d'électrons. Ainsi, les photons générés seront en phase avec les photons précédents.

Applications des dispositifs optoélectroniques

LED fonctionnant sur secteur par Edgefxkits.com

1. DEL pourrait devenir la prochaine génération d'éclairage et utilisé n'importe où, comme dans les voyants lumineux, les composants informatiques, les appareils médicaux, les montres, les tableaux de bord, les interrupteurs, la communication par fibre optique, l'électronique grand public, les appareils ménagers, les feux de signalisation, les feux de freinage automobiles, les affichages à 7 segments et affichages inactifs, et également utilisés dans différents projets de génie électronique et électrique tel que

Affichage du message par hélice par LED virtuelles
Éclairage d'urgence automatique à LED
Lumière LED alimentée par le secteur
Affichage des numéros de téléphone composés sur l'affichage à sept segments
Réverbère LED à énergie solaire avec contrôle automatique de l'intensité

2. Les cellules solaires sont applicables dans l'électrification rurale, les systèmes de télécommunication, les aides à la navigation océanique et la production d'énergie électrique dans l'espace et les systèmes de surveillance et de contrôle à distance et également utilisés dans différents projets basés sur l'énergie solaire tel que

Système de mesure de l'énergie solaire
Réverbère solaire basé sur Arduino
Système d'irrigation automatique à énergie solaire
Contrôleur de charge d'énergie solaire
Panneau solaire de suivi du soleil

Projet basé sur l'énergie solaire de edgefxkits.com

3. Photodiodes sont utilisés dans de nombreux types de circuits et différentes applications telles que les caméras, les instruments médicaux, les équipements de sécurité, les industries, les appareils de communication et les équipements industriels.

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4. Fibres optiques sont utilisés dans les télécommunications, les capteurs, les lasers à fibre, la biomédecine et dans de nombreuses autres industries.

5. Le laser diodes sont utilisés dans la communication par fibre optique, les mémoires optiques, applications militaires , Lecteurs de CD, procédures chirurgicales, réseaux locaux, communications longue distance, mémoires optiques, communications par fibre optique et en projets électriques comme le véhicule robotique contrôlé par RF avec arrangement de faisceau laser et ainsi de suite.

Il s'agit donc des dispositifs optoélectroniques qui comprennent des diodes laser, des photodiodes, des cellules solaires, des LED, des fibres optiques.Ces dispositifs optoélectroniques sont utilisés dans différents kits de projets électroniques ainsi que dans les télécommunications, les services militaires et les applications médicales. Pour plus d'informations à ce sujet, veuillez poster vos questions en commentant ci-dessous.

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