광전자 공학 장치 범주

광전자 장치는 주로 정보 전달체인 광원, 방사선 탐지기, 제어 및 처리용 컴포넌트, 광섬유, 디스플레이 이미징 장치로 구성됩니다. 정보 전달체로서의 광원 열 복사 과정은 빠르게 제어하기 어렵지만, 전송되는 빔을 변조, 필터링 또는 기타 처리할 수 있어 전파 도중 빔이 정보를 가져올 수 있습니다. 열 방사 이외의 발광 광원도 전파 과정에서 정보를 가져올 수 있지만, 더 중요한 것은 발사 과정에서 정보를 가져오는 것이다. 일반적으로 저압으로 구동할 수 있는 반도체 PN 접합 발광 다이오드, 특히 고휘도 반도체 발광 다이오드 및 반도체 레이저를 사용합니다. 그들은 반응이 빠르고, 변조가 쉽고, 부피가 작고, 빛이 강하다는 등의 장점을 가지고 있다. 레이저는 단색, 일관성, 방향 및 높은 광도를 갖추고 있어 광통신 및 기타 어플리케이션에 도움이 됩니다. 즉, 광-전기 및 광-광 변환기는 광전 효과를 이용하는 열 효과의 두 가지 범주로 나뉩니다.

① 광전 효과: 외부 광전 효과와 내부 광전 효과로 나뉜다. 외부 광전 효과는 광전자 방출 효과입니다. 이 효과를 사용하는 장치는 진공 전자 장치입니다. 예를 들어, 광전음극은 광신호를 1 차원 (시간) 전자신호로 변환하고, 여러 번의 2 차 발사를 거쳐 전자승수 전극이 신호를 증강시킨 후 양극에서 출력한다. 이 장치는 감도가 높아서 개별 광자를 감지하기 위해 광자 카운터를 구성하는 데도 사용할 수 있습니다. 매우 약한 빛 정보를 감지하기 위해 2 차원 (공간) 광자 카운터로 개발되었습니다. 또 증강관과 같이 X-레이 또는 자외선을 광전음극에 민감한 빛으로 변환하거나 적외선에 민감하게 반응하는 광전음극을 사용하여 이미징 광전음극의 광상이 해당 광전전자를 방출하게 합니다. 이 광전전자는 가속되고 영상화 후 스크린에 폭격하여 가시광선을 출력하고 더 밝은 광영상을 방출합니다. 그것은 일종의 광-광 변환 장치이다. 이것이 엑스레이나 자외선상 증강관과 적외선 변상관의 작동 원리다. 이런 장치는 사람의 눈이 전자파 밴드에 민감하게 반응하는 범위를 확장하는 역할을 한다. 내광전 효과를 이용하는 장치는 모두 반도체 부품이다. 그 주요 원리는 광전도와 광생전동력의 두 가지 효과이다. 광전도형 탐지기는 단일 반도체로 만들어졌거나 반도체 광전다이오드라고 하는 다이오드로 만들어졌다. 빛을 받으면 그 저항이 변한다. 여기서 포토 다이오드는 일반적으로 역방향 바이어스 조건에서 작동합니다. 역방향 바이어스가 충분히 높으면 유류자가 PN 접합의 전류를 통해 단위 시간 동안 탐지기가 받는 빛 에너지를 직접 반영합니다. 광전 다이오드는 바이어스 없이 작동할 수도 있다. 이때 방사선을 비추면 PN 접합의 양쪽 끝에 전기 힘이 발생하며, 단락 전류는 허용 방사선 전력에 비례합니다. 적외선 열 화상 시스템의 탐지기는 보통 광전도형이다. 일반적으로 사용되는 것은 텅스텐수은, 텔루륨 주석 납, 게르마늄 수은 도핑 탐지기 등이다. 탐지기의 열 소음을 줄이기 위해 모두 저온에서 작동해야 합니다.

② 열 효과: 열 효과를 이용하는 탐지기는 일반적으로 열 감지기라고 하며, 주로 방사선을 받은 후 온도 상승으로 인한 물체의 저항 변화, 온도차 전동력의 발생, 자발적인 극화의 변화 등을 이용하여 복사력을 측정한다. 이러한 탐지기는 모두 적외선 밴드에 사용되며, 응답률은 파장과 무관하며 실온에서도 장파 방사선 등을 감지할 수 있다는 장점이 있지만, 응답 시간은 광전형 탐지기보다 훨씬 길다. 빛의 주요 특징은 강도, 스펙트럼, 편광, 발광 시간, 상관성 등이다. 빔이 전파되면 방향, 발산 또는 수렴 등의 특징이 있습니다. 컴포넌트를 제어하는 기능은 광원의 이러한 특징을 변경하는 데 있습니다. 빔 편향, 초점, 시준 등을 위해 반사경, 렌즈, 프리즘, 빔 분리기 등을 자주 사용합니다. 반사경은 종종 금속막이나 매체막을 사용하는데, 이는 반사계수가 높고 선택성이 있다. 전반사로 반사경을 만들어 역상, 전상, 분단, 전반사 등에 사용할 수 있습니다. 광선의 다른 특징을 변경하기 위해 일반적으로 사용되는 컴포넌트로는 필터, 프리즘, 래스터, 편광판, 절단기, 전기장으로 제어되는 전광 결정체, LCD 등이 있습니다. 전광 스위치는 광도와 편광을 바꿀 수 있을 뿐만 아니라 빛의 통과 기간도 제어할 수 있어 널리 사용되는 부품이다. 그 구조는 서로 직각인 두 편광판 사이에 복굴절 결정체를 넣고 결정체에 전기장을 더하면 결정체를 통과하는 광편광 방향이 회전하고 코너의 크기는 전기장의 강도에 따라 결정된다. 따라서 전기장의 강도를 조절하면 투과광의 강도를 바꿀 수 있습니다. 전기장의 작용 시간을 바꾸면 빛의 기간을 조절할 수 있다. 음파가 빛에 미치는 회절 효과를 이용하여 빔의 주파수, 광도 및 전파 방향을 제어할 수 있습니다. 브래그 회절에 가까운 조건 하에서, 성광의 상호 작용으로 빔이 편향되었다. 오디오가 변경되면 편각도 그에 따라 비례적으로 변한다. 회절 효과가 비교적 작을 때, 회절 광의 강도는 음파의 강도에 비례한다. 정보를 이용하여 음파의 강도를 조절하면 이 비례 관계를 통해 회광광의 강도를 조절할 수 있다. 이 제어 방법은 이미 빛의 전파, 표시 및 정보 처리 방면에서 광범위하게 적용되었다. 광 디지털 처리 시스템에서 핵심은 광학 트랜지스터 또는 광학 쌍 안정 장치를 개발하는 것입니다. 개발된 광학 쌍 안정 장치는 크게 두 가지 범주, 즉 본형형 또는 전광형과 광전혼합형으로 나눌 수 있다. 일반적으로 이 장치는 비선형 미디어, 피드백 시스템 및 광원의 세 부분으로 구성됩니다. 사출광의 고태와 저상태를 그에 따라' 켜기' 와' 끄기' 상태로 볼 수 있다. 광 트랜지스터는 광 증폭, 변조, 제한 및 성형을 수행할 수 있으며 광 논리 문을 구성할 수 있습니다. 광 메모리에는 광 비디오 TV 및 대용량 정보 저장이나 도서 자료 저장에도 사용할 수 있는 CD 및 홀로그램 마이크로스토리지 필름 등이 포함됩니다. 광 아날로그 신호, 디지털 기호 및 라이트 이미지를 생성하는 데 사용되며 진공 장치와 비진공 장치로 구분됩니다. 전자에는 전자빔 튜브, 저압 형광관, 백열 전구 등이 포함됩니다. 후자는 발광 다이오드, 전계 발광 스크린, 플라즈마, 액정 디스플레이 장치 등을 포함한다. LCD 디스플레이에는 환경 조명이 수동적인 디스플레이를 제외한 모든 것이 빛을 발할 수 있으며 활성 디스플레이에 속합니다. 표시 방법에는 두 가지가 있습니다. ① 선 세그먼트를 사용하여 표시할 숫자, 기호 또는 패턴을 결합합니다. 예를 들어, 7 개의 그림으로 각 숫자와 기호를 철자합니다. 계산기, 디지털 시계 등에 사용되는 발광 다이오드 또는 평면 패널 모니터는 대부분 이런 방식을 사용한다. 2 다원 배열에서 적절한 위치에 있는 단위 중 일부를 선택하여 백열등, 발광 다이오드, 필드 발광 화면, LCD 등을 구성할 수 있습니다. 그레이스케일이 없는 매트릭스 교차 화면입니다. 이미징 기술에서 흑백 및 컬러 TV 영상 튜브가 널리 사용되고 있습니다. 영상 튜브는 스캔 전자빔을 이용하여 스크린을 폭격하여 흑백이나 컬러 화면을 생성합니다. 앞서 언급한 광-광 변환 장치는 증강기 및 변상관과 같은 영상 장치이기도 하다. 또한 고체 평판 디스플레이 또는 이미징 화면과 같이 밝기 수준이 있는 다중 배열 배열을 사용할 수 있습니다. 서로 직각인 두 세트의 전극을 사용할 수 있습니다. 그 중 직각인 두 전극의 교차점에 충분한 전위차가 있을 때 발광점이 형성된다. 그것은 원처럼, 빛과 그늘이 다른 많은 상원들이 한 장의 사진을 구성한다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 희망명언) 이 구조를 이용하여 이미 전계 발광 화면, LCD 화면, 플라즈마 디스플레이 등을 만들었다.