Оптоэлектронная схемотехника.

Развитие нетрадиционной схемотехники обусловлено постоянно растущими требованиями скорости передачи данных, а также объема памяти. В то время как традиционная схемотехника вплотную приблизилась к своему пределу как по объему памяти так и по скорости передачи. Низкая скорость передачи связанна с тем что в традиционной схемотехнике носителем информации является отрицательно заряженные электроны, что влияет на время задержки распространения сигнала. Невысокие объемы памяти связанны с тем что объемы ограничиваются размерами транзисторов.

Оптоэлектронные приборы - устройство излучающее и преобразующее излучение в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра.

Достоинства :-широкая полоса пропускания сигнала, частота световых колебаний (больше 10^3-10^5 раз )-высокое быстродействие. Скорость света больше чем скорость звука .-большая плотность записи информации (10^6 бит\мм^2)

-высокая помехозащищенность. Вследствие того что электрически нейтральные фотоны не взаимодействуют с электрическими и электромагнитными полями, а также не взаимодействуют между собой.

-отсутствие влияния приемника сигнала на его источник. Сигнал передается только в одном направлении.

-фактически полная гальвоническая развязка между входными и выходными цепями.

-возможность согласования цепей с различными входными и выходными сопротивлениями.

В оптоэлектронных приборах, функции по управлению, преобразованию и связи выполняет световой луч. Элементную базу оптоэлектроники составляют оптоэлектронные приборы, которые используют для своей работы излучение оптического диапазона. Оптический диапазон –это электромагнитные волны с частотой, лежащей в диапазоне 3*10^11-3*10^17(Гц), и длинной волны от 1 мм до 1 км.

Выделяют:

-инфракрасную область(3*10^11-3*10^14)

-видимая (3*10^17-3*10^15)

-ультрафиолетовая(3*10^15-3*10^17)

Частота(формула 1)

Излучение содержащее в себе электромагнитные колебания одной частоты называется монохроматическим. На практике такое почти недостижимо.

Излучение реальных источников занимает некоторый диапазон из оптического диапазона, характеризуется (дельта λ, дельта υ) и является не монохроматическим.

Если генерация электромагнитных колебаний происходит во всех атомах вещества не зависимо друг от друга, то такое излучение называется естественным или некогерентным. Если же наблюдается согласование между фазами колебаний в различных точках пространства в один и тот же момент времени, или в одной и той же точке пространства но в разные моменты времени, в таком случае говорят о пространственном или временном согласовании, и такое значение является когерентным.

Абсолютно когерентным является лишь монохроматический точечный источник излучения. Таким образом вся оптоэлектроника делится на:

-когерентная оптоэлектроника, в основе которой лежат лазеры

-некогерентная оптоэлектроника, в основе которой лежат источники естественного излучения, например светодиоды.

Элементная база в оптоэлектронике включает следующие группы приборов:

1)Источники излучения 2) Приемники излучения 3)Оптроны и оптоэлектронные микросхемы 4)Оптические каналы связи

15. Источники излучения. Светодиоды. Основные параметры светодиодов.(стр1)