Οπτοηλεκτρονική

Η οπτοηλεκτρονική (Opto-electronics) ή οπτικοηλεκτρονική (optical electronics) είναι ο κλάδος της φυσικής και 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. Επομένως, το αντικείμενο της Οπτοηλεκτρονικής είναι η μελέτη και η εφαρμογή ηλεκτρονικών διατάξεων και εξαρτημάτων που αλληλεπιδρούν με το φως. Ο όρος "φως", εκτός από το ορατό περιλαμβάνει και τις αόρατες μορφές ακτινοβολίας όπως οι ακτίνες γ, οι ακτίνες Χ, την υπεριώδη και την υπέρυθρη.

Οι οπτοηλεκτρονικές διατάξεις είναι ουσιαστικά οπτο-ηλεκτρικοί ή ηλεκτρο-οπτικοί μορφοτροπείς (transducers) που 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.

Το τμήμα της οπτοηλεκτρονικής που ασχολείται με τη μετάδοση σημάτων μέσω του φωτός, και συγκεκριμένα με τις οπτικές ίνες, διατάξεις λέιζερ, κτλ, είναι γνωστό και ως φωτονική.

• 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 Injection Devices)
  • Οι διατάξεις CMOS

• Εξαναγκασμένη εκπομπή (Stimulated emission), χρησιμοποιείται:
  • σε λέιζερ (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)

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

• Πολυμέσα σχετικά με το θέμα Optoelectronics στο Wikimedia Commons