Орчин үеийн шинжлэх ухаан янз бүрийн чиглэлд идэвхтэй хөгжиж, үйл ажиллагааны ашигтай байж болох бүх салбарыг хамрахыг хичээж байна. Энэ бүхний дотроос өгөгдөл дамжуулах, хадгалах, боловсруулах явцад ашигладаг оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэдгээрийг их эсвэл бага боловсронгуй технологи ашигладаг бараг бүх газарт ашигладаг.
Энэ юу вэ?
Optocouplers гэж нэрлэгддэг оптоэлектроник төхөөрөмжүүд нь цацрагийг илгээх, хүлээн авах чадвартай хагас дамжуулагч төрлийн тусгай төхөөрөмж юм. Эдгээр бүтцийн элементүүдийг фотодетектор ба гэрэл ялгаруулагч гэж нэрлэдэг. Тэд хоорондоо харилцах өөр өөр сонголттой байж болно. Ийм бүтээгдэхүүний үйл ажиллагааны зарчим нь цахилгааныг гэрэл болгон хувиргах, түүнчлэн энэ урвалын урвуу байдалд тулгуурладаг. Үүний үр дүнд нэг төхөөрөмж тодорхой дохиог илгээж чаддаг бол нөгөө нь үүнийг хүлээн авч, "шифрийг тайлах" боломжтой. Оптоэлектроник төхөөрөмжийг дараах тохиолдолд ашигладаг:
- тоног төхөөрөмжийн холбооны нэгж;
- хэмжих хэрэгслийн оролтын хэлхээ;
- өндөр хүчдэл ба өндөр гүйдлийн хэлхээ;
- хүчирхэг тиристор ба триак;
- релений төхөөрөмж гэх мэтдараагийн.
Иймэрхүү бүх бүтээгдэхүүнийг бүрэлдэхүүн хэсэг, дизайн болон бусад хүчин зүйлээс хамааран хэд хэдэн үндсэн бүлэгт ангилж болно. Доорх талаар дэлгэрэнгүй.
Ялгаруулагч
Оптоэлектроник төхөөрөмж болон төхөөрөмжүүд нь дохио дамжуулах системээр тоноглогдсон. Тэдгээрийг ялгаруулагч гэж нэрлэдэг бөгөөд төрлөөс хамааран бүтээгдэхүүнийг дараах байдлаар хуваадаг:
- Лазер ба LED. Ийм элементүүд нь хамгийн уян хатан байдаг. Эдгээр нь өндөр үр ашигтай, маш нарийн цацрагийн спектр (энэ параметрийг мөн бараг өнгөт чанар гэж нэрлэдэг), нэлээд өргөн хүрээний үйл ажиллагаа, цацрагийн тодорхой чиглэл, маш өндөр хурдтай байдаг. Ийм ялгаруулагчтай төхөөрөмжүүд нь маш удаан ажилладаг бөгөөд маш найдвартай, жижиг хэмжээтэй, микроэлектроник загварын салбарт сайн ажилладаг.
- Электролюминесцент эсүүд. Ийм дизайны элемент нь маш өндөр биш хувиргах чанарын параметрийг харуулдаг бөгөөд хэтэрхий удаан ажиллахгүй. Үүний зэрэгцээ төхөөрөмжийг удирдахад маш хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь фоторезисторуудад хамгийн тохиромжтой бөгөөд олон элемент, олон үйлдэлт бүтцийг бий болгоход ашиглаж болно. Гэсэн хэдий ч дутагдалтай байдлаасаа болоод одоо ийм төрлийн ялгаруулагчийг үнэхээр ашиглах боломжгүй үед л маш ховор ашигладаг.
- Неон чийдэн. Эдгээр загваруудын гэрлийн гаралт харьцангуй бага бөгөөд тэдгээр нь эвдрэлийг сайн тэсвэрлэдэггүй бөгөөд удаан үргэлжлэхгүй. Том хэмжээгээрээ ялгаатай. Тэдгээрийг зарим төрлийн төхөөрөмжид маш ховор ашигладаг.
- улайсдаг чийдэн. Ийм ялгаруулагчийг зөвхөн резисторын төхөөрөмжид ашигладаг бөгөөд өөр хаана ч байхгүй.
Үүний үр дүнд LED болон лазер загварууд нь үйл ажиллагааны бараг бүх салбарт хамгийн тохиромжтой бөгөөд зөвхөн зарим хэсэгт өөрөөр хийх боломжгүй тохиолдолд өөр сонголтуудыг ашигладаг.
Зураг илрүүлэгч
Оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийн ангиллыг мөн дизайны энэ хэсгийн төрлөөс хамааруулан хийдэг. Янз бүрийн төрлийн бүтээгдэхүүнийг хүлээн авах элемент болгон ашиглаж болно.
- Фототиристор, транзистор, диод. Эдгээр нь бүгд нээлттэй хэлбэрийн шилжилттэй ажиллах чадвартай бүх нийтийн төхөөрөмжүүдэд хамаардаг. Ихэнхдээ загвар нь цахиур дээр суурилдаг бөгөөд үүнээс болж бүтээгдэхүүн нь нэлээд өргөн хүрээний мэдрэмжийг олж авдаг.
- Фоторезистор. Энэ бол шинж чанарыг маш нарийн төвөгтэй байдлаар өөрчлөх гол давуу талтай цорын ганц хувилбар юм. Энэ нь бүх төрлийн математик загваруудыг хэрэгжүүлэхэд тусалдаг. Харамсалтай нь фоторезисторууд нь инерцийн шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь тэдний хэрэглээний хамрах хүрээг мэдэгдэхүйц нарийсгадаг.
Цохио хүлээн авах нь ийм төхөөрөмжийн хамгийн үндсэн элементүүдийн нэг юм. Зөвхөн хүлээн авсны дараа цаашдын боловсруулалт эхэлдэг бөгөөд хэрэв харилцааны чанар хангалттай өндөр биш бол энэ нь боломжгүй болно. Үүний үр дүнд фото илрүүлэгчийн загварт ихээхэн анхаарал хандуулдаг.
Оптик суваг
Бүтээгдэхүүний дизайны онцлогийг фотоэлектроник болон оптоэлектроник төхөөрөмжүүдэд ашигласан тэмдэглэгээний системээр сайн харуулж чадна. Энэ нь өгөгдөл дамжуулах сувагт мөн хамаарна. Гурван үндсэн сонголт байна:
- Сунгасан суваг. Ийм загварт байгаа фотодетектор нь оптик сувгаас хангалттай хол зайд байрладаг бөгөөд тусгай гэрлийн хөтөч үүсгэдэг. Идэвхтэй өгөгдөл дамжуулахын тулд компьютерийн сүлжээнд идэвхтэй ашигладаг энэхүү дизайны сонголт юм.
- Хаалттай суваг. Энэ төрлийн барилга нь тусгай хамгаалалтыг ашигладаг. Энэ нь сувгийг гадны нөлөөллөөс төгс хамгаалдаг. Галваник тусгаарлах системийн загварыг ашигладаг. Энэ бол нэлээд шинэ бөгөөд ирээдүйтэй технологи бөгөөд одоо тасралтгүй сайжруулж, цахилгаан соронзон релеүүдийг аажмаар сольж байна.
- Нээлттэй суваг. Энэхүү загвар нь фотодетектор ба ялгаруулагчийн хооронд агаарын цоорхой байгааг илтгэнэ. Загваруудыг оношилгооны систем эсвэл янз бүрийн мэдрэгчүүдэд ашигладаг.
Спектрийн хүрээ
Энэ үзүүлэлтийн үүднээс бүх төрлийн оптоэлектроник төхөөрөмжийг хоёр төрөлд хувааж болно:
- Ойролцоох. Энэ тохиолдолд долгионы урт нь 0.8-1.2 микрон хооронд хэлбэлздэг. Ихэнхдээ ийм системийг нээлттэй суваг ашигладаг төхөөрөмжид ашигладаг.
- Урт зай. Энд долгионы урт аль хэдийн 0.4-0.75 микрон байна. Энэ төрлийн бусад ихэнх төрлийн бүтээгдэхүүнд ашиглагддаг.
Дизайн
Энэ үзүүлэлтийн дагуу оптоэлектроник төхөөрөмжүүдийг гурван бүлэгт хуваадаг:
- Тусгай. Үүнд олон ялгаруулагч, фото детектор, байгаа байдал, байршил, утаа гэх мэт мэдрэгчээр тоноглогдсон төхөөрөмжүүд орно.
- Интеграл. Ийм загварт тусгай логик хэлхээ, харьцуулагч, өсгөгч болон бусад төхөөрөмжийг нэмэлт байдлаар ашигладаг. Бусад зүйлсийн дотор тэдгээрийн гаралт, оролт нь галаник тусгаарлагдсан байдаг.
- Бага анги. Энэ бол хүлээн авагч ба ялгаруулагч нь зөвхөн нэг хуулбартай байдаг бүтээгдэхүүний хамгийн энгийн хувилбар юм. Эдгээр нь тиристор ба транзистор, диод, эсэргүүцэл, ерөнхийдөө бусад аль аль нь байж болно.
Гурван бүлэг эсвэл тус бүрийг төхөөрөмжид тусад нь ашиглах боломжтой. Бүтцийн элементүүд нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд бүтээгдэхүүний үйл ажиллагаанд шууд нөлөөлдөг. Үүний зэрэгцээ нарийн төвөгтэй тоног төхөөрөмж нь тохиромжтой бол хамгийн энгийн, энгийн сортуудыг ашиглаж болно. Гэхдээ эсрэгээрээ бас үнэн.
Оптоэлектроник төхөөрөмж ба тэдгээрийн хэрэглээ
Төхөөрөмжүүдийн ашиглалтын үүднээс бүгдийг нь 4 ангилалд хувааж болно:
- Нэгдсэн хэлхээ. Төрөл бүрийн төхөөрөмжид ашигладаг. Уг зарчим нь бие биенээсээ тусгаарлагдсан салангид хэсгүүдийг ашиглан янз бүрийн бүтцийн элементүүдийн хооронд ашиглагддаг. Энэ нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг өөр ямар нэгэн байдлаар харилцан үйлчлэхээс сэргийлдэгхөгжүүлэгчийн өгсөн.
- Тусгаарлагч. Энэ тохиолдолд тусгай оптик резистор хосууд, тэдгээрийн диод, тиристор эсвэл транзисторын сортуудыг ашигладаг.
- Өөрчлөлт. Энэ бол хамгийн түгээмэл хэрэглээний тохиолдлуудын нэг юм. Үүний дотор гүйдлийг гэрэл болгон хувиргаж, ийм байдлаар хэрэглэдэг. Энгийн жишээ бол бүх төрлийн чийдэн юм.
- Урвуу хувиргалт. Энэ бол гүйдэл болгон хувиргадаг гэрэл гэсэн огт эсрэг хувилбар юм. Бүх төрлийн хүлээн авагч үүсгэхэд ашигладаг.
Үнэн хэрэгтээ цахилгаанаар ажилладаг, оптоэлектроник бүрэлдэхүүн хэсэг байхгүй бараг ямар ч төхөөрөмжийг төсөөлөхөд бэрх. Тэдгээрийг цөөн тоогоор танилцуулж болох ч байсаар байх болно.
Үр дүн
Бүх оптоэлектроник төхөөрөмж, тиристор, диод, хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд нь янз бүрийн төрлийн тоног төхөөрөмжийн бүтцийн элементүүд юм. Эдгээр нь хүнийг гэрэл хүлээн авах, мэдээлэл дамжуулах, боловсруулах эсвэл бүр хадгалах боломжийг олгодог.
