Введение в оптоэлектронику

Оптоэлектроника — научно-техническое направление, основанное на использовании одновременно как оптических, так и электрических методов передачи, обработки, приема, хранения и отображения информации. Кроме сочетания оптических и электронных процессов для современной оптоэлектроники характерно стремление к миниатюризации и интеграции элементов на основе твердотельной, главным образом полупроводниковой, технологии, а также усиливающаяся направленность на решение задач информатики.

Оптоэлектроника, синтезирующая в себе достижения целых областей науки (оптики, квантовой и полупроводниковой электроники, электро-, магнито-, акустооптики, физики световодов, теории информации, эргономики и др.), развивается как все более цельное научно-техническое направление. В настоящее время определился целый ряд ее крупных разделов, которые отражены и в настоящей книге. Это миниатюрные источники когерентного и некогерентного излучения, эффективные одно- и многоэлементные фотоприемники. Это оптроны, т. е. устройства, в которых светодиодный излучатель связан с твердотельным фотоприемником оптически, но развязан электрически. Это, далее, такие совершенные устройства обработки информации, какими являются оптические модуляторы, дефлекторы, электрически и оптически управляемые транспаранты, системы оптической памяти, голографические запоминающие устройства с высокой плотностью записи, огромным объемом, возможностью быстрого информационного обмена. Это также плоские, компактные устройства визуального отображения информации, превосходящие по ряду показателей соответствующие вакуумные приборы. Оптоэлектроника включает в себя и такие претендующие на самостоятельность крупные направления, как интегральную оптику, нацеленную на создание оптических аналогов интегральных электронных схем, а также волоконно-оптические системы связи, обеспечивающие огромную пропускную способность канала передачи информации, высокую надежность, помехозащищенность и экономичность.

Современный уровень развития оптоэлектроники характеризуется не только устоявшимися концепциями и кругом используемых явлений, но и освоением технологии изготовления основных ее элементов и устройств. Завоеваны твердые позиции в промышленном производстве многих типов оптоэлектронных изделий (наша промышленность выпускает более 300 типов приборов).

Целью настоящего учебного пособия является ознакомление читателей с основными разделами современной оптоэлектроники, физическими принципами работы оптоэлектронных приборов, их типичными характеристиками и областями применения. Среди них—фотоэлементы различного типа, светоизлучающие диоды для видимой и инфракрасной областей спектра, электролюминесцентные и жидкокристаллические индикаторы, диодные, транзисторные и другие оптопары, оптоэлектронные переключатели и функциональные оптоэлектронные микросхемы.

Пожалуй, наиболее знакомым примером использования оптоэлектронных приборов являются люминесцентные индикаторы в калькуляторах, радиотехнических устройствах и жидкокристаллические индикаторы в электронных часах. Примером крупномасштабного применения оптоэлектронных устройств являются международные линии волоконно-оптической связи, проходящие, в частности, по дну океанов, и обеспечивающие высокоскоростную передачу информации на большие расстояния. Непрерывное расширение областей применения оптоэлектронных устройств привело к необходимости подготовки специалистов по оптоэлектронике в исследовательских центрах и учебных заведениях.

Введение в оптоэлектронику


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.