Οπτοηλεκτρονική

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Οπτοηλεκτρονική είναι ο κλάδος της ηλεκτρονικής που ασχολείται με διατάξεις στερεάς κατάστασης για την παραγωγή, διαμόρφωση, εκπομπή και ανίχνευση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο υπεριώδες, υπέρυθρο και ορατό τμήμα του φάσματος. Αντικέιμενο της Οπτοηλεκτρονικής είναι απλούστερα η μελέτη και η εφαρμογή ηλεκτρονικών συσκευών και εξαρτημάτων που αλληλεπιδρούν με το φώς. Ο όρος "φώς" περιλαμβάνει εδώ εκτός από το ορατό φώς και αόρατες μορφές ακτινοβολίας όπως οι ακτίνες -γ, οι ακτίνες-Χ, το υπεριώδες και το υπέρυθρο φώς.

Οι οπτοηλεκτρονικές διατάξεις είναι ουσιαστικά ηλεκτρο-οπτικοί ή οπτο-ηλεκτρικοί μορφοτροπείς (transducers), οι οποίοι μετατρέπουν την οπτική ακτινοβολία σε ηλεκτρικό σήμα και το αντίστροφο.

Η οπτοηλεκτρονική βασίζεται στην κβαντική μηχανική, και συγκεκριμένα στα φαινόμενα που συνοδεύουν την πρόσπτωση του φωτός πάνω σε ημιαγωγά υλικά, μερικές φορές υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου.

  • Οι φωτοηλεκτρικοί ή κβαντικοί φωτοφωρατές βασίζονται σε διάφορες μορφές του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και ειδικότερα:
    • Οι φωτοβολταϊκοί φωρατές βασίζονται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο:
      • φωτοβολταϊκά στοιχεία (photocells ή solar cells)
      • φωτοδίοδοι (photodiodes)
      • φωτοτρανζίστορ
      • φωτοFET
      • φωτοθυρίστορ (photo-SCR)
    • Οι φωτοφωρατές φωτοαγωγιμότητας βασίζονται στο φαινόμενο φωτοαγωγιμότητας:
      • φωτοαντιστάσεις (photo-resistors)
      • φωτοφωρατές πολλαπλών κβαντικών φρεατίων (MQW ή QWIP)
      • φωτοκάθοδοι λυχνιών εικονοληψίας (photoconductive camera tubes)
    • Οι φωτοφωρατές φωτοεκπομπής (photoemissivity) βασίζονται στο κλασσικό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (φωτοεκπομπής):
      • φωτοηλεκτρικά κύτταρα ή φωτοκύτταρα
      • φωτοπολλαπλασιαστές
      • εντατικοποιητές εικόνας (image intesnsifiers)
      • φωτοκάθοδοι λυχνιών εικονοληψίας (photoemissive camera tubes)
    • Οι διατάξεις συγκέντρωσης και μεταφοράς φορτίου:
      • CCD (Charge Coupled Devices)
    • Οι διατάξεις συγκέντρωσης και έγχυσης φορτίου:
      • CID (Charge Ijection Devices)
    • Οι διατάξεις CMOS


  • Εξαναγκασμένη εκπομπή (Stimulated emission), χρησιμοποιείται:
    • σε λέϊζερ (lasers)
    • injection laser diodes
  • Φαινόμενο Lossev, χρησιμοποιείται:
    • στις διόδους εκπομπής φωτός (light emitting diodes) or LED


Σημαντικές εφαρμογές της οπτοηλεκτρονικής περιλαμβάνουν:

  • Οπτοσυζευκτής (Optocoupler)
  • Οπτικές ίνες (optical fiber)